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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere Kraftstoff oder Öl, zur Verwendung in einem öffenbaren Filtergehäuse mit einer bodenseitigen Ablauföffnung, die im Filterbetrieb durch das Filterelement zu verschließen ist. Derlei Ablauföffnungen werden auch als Leerlauföffnungen bezeichnet. Das Filterelement weist ein Filtermedium auf, das zur Längsachse des Filterelements ringförmig angeordnet ist. Das Filtermedium umgreift somit die Längsachse in radialer Richtung. Das Filtermedium ist dabei von dem zu filternden Fluid bevorzugt in einer zur Längsachse radialen Richtung durchströmbar. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Filtersystem mit einem öffenbaren Filtergehäuse umfassend einen Gehäusetopf, der eine bodenseitig angeordnete Ablauföffnung aufweist, und ein im Filtergehäuse anordenbares Filterelement, das im Filterbetrieb die bodenseitige Ablauföffnung des Gehäusetopfs dichtend verschließt.
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Stand der Technik
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Die bei Filtersystemen eingesetzten Filterelemente sind Verschleißteile und müssen deshalb intervallweise ausgetauscht bzw. ersetzt werden. Dies soll einfach, zügig und sicher durchgeführt werden können. Dient das Filterelement im Filterbetrieb der Abdichtung eines bodenseitigen Ablaufkanals des Filtergehäuses, so muss zugleich ein reproduzierbarer und zuverlässiger Dichtsitz des Filterelements bzw. des abdichtenden Dichtungselements im Bereich der Ablauföffnung gewährleistet werden. Bei dem aus
DE 10 2011 088 742 A1 bekannt gewordenen Filtersystem weist das im Filtergehäuse anzuordnende Filterelement an seiner unteren Endscheibe ein Dichtungselement zum Verschließen der Ablauföffnung des Filtergehäuses sowie eine Positionierhilfe auf, um das Filterelement mit dem Dichtungselement manuell in einer vorgegebenen Drehposition relativ zur Ablauföffnung des Filtergehäuses zu positionieren und in seinen Dichtsitz am Filtergehäuse zu überführen. Das Filterelement muss dabei vorab des Einschraubens des Gehäusedeckels in seiner vorgegebenen Drehposition angeordnet werden. Ein Austausch des Filterelements gestaltet sich dadurch vergleichsweise unkomfortabel und schwierig.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Filterelement sowie ein Filtersystem anzugeben, die einfach und kostengünstig herzustellen sind und die eine besonders einfache und zuverlässiges Positionieren des Filterelements in seiner vorgegebenen Montageposition im Filtergehäuse erlauben, in der die Ablauföffnung des Filtergehäuses für den Filterbetrieb dichtend verschlossen ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Die das Filterelement betreffende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Filterelement mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Das erfindungsgemäße Filtersystem ist in Anspruch 12 angegeben.
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Das Filterelement weist erfindungsgemäß einenends einen Tragring mit einem daran angeordneten Dichtungselement zum Verschließen der gehäuseseitigen Ablauföffnung auf, der relativ zum Filtermedium um die Längsachse des Filterelements drehbar ist. Der Tragring ist mit anderen Worten gemeinsam mit dem Dichtungselement rotierbar am Filterelement angeordnet. Dadurch kann die Montage des Filterelements im Filtergehäuse bei geringen Fertigungskosten des Filterelements weiter vereinfacht werden. Zur Montage des Filterelements im Filtergehäuse bedarf es dabei keiner präzisen manuellen Vorab-Ausrichtung des Filterelements relativ zur Ablauföffnung. Das Filterelement kann vielmehr in das Filtergehäuse allein durch eine Schraubbewegung des Filterelements, beispielsweise mittels eines Gehäusedeckels, auf einfache und zuverlässige Weise in seine Dichtposition im Filtergehäuse überführt werden. Es versteht sich, dass der Tragring nur gegen einen gewissen Reibwiderstand relativ zum Filterelement drehbar ist. Eine Dreh- oder Schraubbewegung des Filterelements während dessen Montage im Filtergehäuse geht somit zunächst mit einer gleichsinnigen synchronen Drehbewegung des Tragelements sowie des daran angeordneten Dichtelements einher. Die Dreh- bzw. Schraubbewegung des Filterelements kann dabei beispielsweise durch eine drehfeste bzw. reibschlüssige Verkopplung des Filterelements mit einem auf den Filtertopf auf- oder einschraubbaren Gehäusedeckel erreicht werden. Erreicht das Dichtelement eine zur Ablauföffnung axial fluchtende Drehposition, so kann ein weiteres Mitdrehen des Tragelements und somit des Dichtungselements unterbunden werden, bis das Filterelement anhand der Schaubbewegung in seine vorgegebene Montageposition im Filtergehäuse abgesenkt bzw. in der vorgegebenen Montageposition positioniert ist und das Dichtungselement die bodenseitige Ablauföffnung des Filtergehäuses dichtend verschließt.
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Das Tragelement kann nach der Erfindung insbesondere ring- oder scheibenförmig ausgebildet sein. Im erstgenannten Fall ist das Tragelement mithin in Form eines Tragrings ausgeführt. Dadurch kann ein zur Herstellung des Filterelements erforderlicher Materialeinsatz geringgehalten werden. Zugleich kann dadurch Raum für andere Strukturen des Filtergehäuses, beispielsweise einen Gehäuse- oder Auslassdom, geschaffen werden. Insgesamt wird dadurch eine große Einsatzbreite des Filterelements ermöglicht. Ist das Tragelement scheibenförmig ausgeführt, so können dadurch beispielsweise Fluidräume des Filterelements bzw. des Filtergehäuses vereinfacht gegeneinander abgedichtet werden.
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Das Tragelement und das Dichtungselement können erfindungsgemäß aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Darüber hinaus können die beiden Elemente erfindungsgemäß miteinander einstückig ausgeführt sein oder als zwei zueinander separate Bauteile ausgebildet sein. Besonders bevorzugt bestehen die beiden Elemente aus einem unterschiedlichen Material und sind als ein einstückiges Mehrkomponenten-Spritzgussteil ausgeführt. Ein solches Mehrkomponenten-Spritzgussteil kann insbesondere im Wege des sogenannten 2K-Spritzgießverfahrens erzeugt sein.
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Dies bietet Kostenvorteile sowie auch fertigungstechnische Vorteile. Darüber hinaus kann das Dichtungselement - analog zu dem Fall, dass das Tragelement und das Dichtungselement als zwei zueinander separate Bauteile ausgeführt sind - aus einem Material mit einem im Vergleich zum Material des Tragelements kleineren Modul bestehen. Dies ist für das Dichtvermögen des Dichtungselements von Vorteil. So kann das Dichtungselement insbesondere aus einem gummielastisch verformbaren Material, d. h. aus Gummi oder aus einem Elastomer, bestehen. Am Markt sind Elastomere mit einer ausreichend großen chemischen Beständigkeit gegenüber Fluiden, wie beispielsweise Kraftstoff oder Öl, kostengünstig verfügbar. Der Tragring kann insbesondere aus einem, bevorzugt zähelastischen, Kunststoffmaterial, insbesondere aus einem Thermoplast bestehen.
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Das Tragelement kann nach der Erfindung insbesondere an einer Endscheibe des Filterelements angeordnet sein. Durch eine solche Endscheibe kann zugleich eine mechanische Stabilisierung sowie eine stirnseitige Abdichtung des, bevorzugt zickzack-förmig gefalteten, Filtermediums erreicht werden. Auch kann die Endscheibe der umlaufenden dichtenden Anlage des Filterelements am Filtergehäuse dienen, um beispielsweise eine Reinseite des Filtergehäuses gegenüber einer Rohseite des Filtergehäuses abzudichten.
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Das Tragelement ist nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit der Endscheibe verrastet. Vorstellbar sind hier eine unlösbare oder eine lösbare Verrastung des Tragelements mit der Endscheibe. Die unlösbare Verrastung ist dabei im Gegensatz zur lösbaren Verrastung nicht ohne Zerstörung eines oder mehrerer Rastelemente der Rastverbindung möglich. Insgesamt kann das Tragelement dadurch auf einfache Weise am Filterelement montiert und relativ zu diesem drehbar gehalten werden. In der Praxis werden Filterelemente im Regelfall gemeinsam mit funktionellen Anbauteilen wie dem erfindungsgemäßen Tragring ausgetauscht. Insoweit ist einer unlösbaren Befestigung des Tragrings am Filterelement der Vorzug zu geben. Auch können bereits existierende Filterelemente vereinfacht mit einer Tragelement/Dichtungselementpaarung nachgerüstet und so für den Einsatz in Filtergehäusen mit einer bodenseitigen Ablauföffnung nach- bzw. aufgerüstet werden. Zu beachten ist dabei, dass dadurch beispielsweise standardisierte Filterelemente flexibel an unterschiedliche Filtergehäuse, beispielsweise im KFZ-Bereich, mit im Betrieb zu verschließender bodenseitiger Ablauföffnung angepasst werden können. Auch kann der Tragring mitsamt dem Dichtungselement bedarfsweise an unterschiedlichen Filterelementen befestigt werden, sodass unterschiedliche Anforderungsspezifikationen mit ein- und demselben Filtergehäuse abgedeckt werden können. Es versteht sich, dass der Tragring nach der Erfindung auch mit anderen geeigneten Bauteilen des Filterelements, beispielsweise einem an sich bekannten Stütz- oder Mittelrohr, drehbar verkoppelt sein kann, sofern das Filterelement derlei Bauteile aufweist.
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Das Tragelement weist nach der Erfindung vorzugsweise mehrere Rastfinger auf, die sich von dem Tragelement in axialer Richtung gleichsinnig wegerstrecken und die die Endscheibe des Filterelements in radialer Richtung hintergreifen. Die Rastfinger können in Umfangsrichtung des Filterelements regelmäßig voneinander beabstandet sein. Die Endscheibe kann wenigstens eine zu den Rastfingern komplementär ausgebildete Rastaufnahme aufweisen, die von den Rastfingern hintergriffen werden kann. Alternativ ist es natürlich auch denkbar, dass die Endscheibe oder ein anderes Bauteil des Filterelements einenends mehrere Rastfinger aufweist, die in axialer Richtung gleichsinnig von der Endscheibe bzw. dem anderen Bauteil wegstehen und die das Tragelement hintergreifen. Ist das Tragelement als ein Kunststoff-Spritzgussteil ausgeführt, so können die Rastfinger kostengünstig ohne zusätzliche Fertigungsschritte an dem Tragelement unmittelbar angeformt werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Tragelement relativ zum Filtermedium in axialer Richtung (bezogen auf die Längsachse des Filterelements), vorzugsweise gegen die Kraft eines Federelements, begrenzt verlagerbar ist. Das Dichtelement ist dadurch mit einem axialen Spiel relativ zum Filtermedium bzw. der vorgenannten Endscheibe am Filterelement gelagert. Dadurch können einerseits Fertigungstoleranzen des Filterelements bzw. des Filtergehäuses ausgeglichen und eine zuverlässige Abdichtung der Ablauföffnung im Filterbetrieb sichergestellt werden. Die Anpresskraft des Federelements ist vorzugsweise derart gewählt, dass eine Abdichtung bzw. ein Verschluss der Ablauföffnung im Filterbetrieb, insbesondere auch bei Toleranzschwankungen der Länge des Filterelements, gewährleistet ist. Dazu kann sich das Federelement einenends am Tragelement und anderenends am Filtermedium und/oder an der Endscheibe abstützen. Im konstruktiv einfachsten Fall ist das Federelement als Druckfeder ausgebildet. Das Dichtungselement kann mittels des Federelements in seiner vorgegebenen Dichtposition bzw. Filterbetriebsposition positioniert sein und/oder bleiben, während das Filterelement noch in seine vorgegebene Montageposition im Filtergehäuse überführt oder aus dieser herausbewegt wird. Das Federelement kann nach der Erfindung als eine Metallfeder, als ein Elastomer- oder als ein Gummielement, ausgebildet sein.
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Unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten hat es sich als besonders vorteilhaft ergeben, wenn das Federelement durch das Dichtungselement selbst gebildet ist. Das Dichtungselement weist in diesem Fall mithin eine Doppelfunktion auf, sodass die Anzahl der für die Herstellung des Filterelements erforderlichen Bauteile geringgehalten werden kann, was Kostenvorteile bietet. Das Dichtungselement kann dabei insbesondere einen Halteabschnitt aufweisen, der sich durch eine Durchgangsausnehmung des Tragelements in axialer Richtung hindurcherstreckt, wobei das Federelement durch einen Endabschnitt des Halteabschnitts des Dichtungselements gebildet ist. Das Halteelement stützt sich hierzu bevorzugt an der vorbezeichneten Endscheibe des Filterelements bzw. an einem anderen Bauteil des Filterelements in axialer Richtung ab.
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Das Dichtungselement ist im konstruktiv einfachsten Fall als ein Axialdichtungselement ausgeführt. In diesem Fall kann das Dichtungselement insbesondere glockenförmig ausgeführt sein. Dadurch kann das Dichtungselement - formbedingt - selbst ohne eine größere axiale Dichtpressung des Dichtelements gegen die Dichtfläche größere Fertigungstoleranzen des Filterelements sowie insbesondere auch der Dichtfläche des Filtergehäuses ausgleichen und so eine zuverlässige Abdichtung der bodenseitigen Ablauföffnung des Filtergehäuses gewährleisten. Zusätzlich oder alternativ kann das Dichtungselement auch radial dichtend, d. h. als ein Radialdichtungselement, ausgeführt sein. In diesem Fall kann das Dichtungselement in seiner vorgegebenen Dichtposition beispielsweise zumindest abschnittsweise - im Sinne eines Dichtstopfens - in die Ablauföffnung des Filtergehäuses eingreifen. Vorstellbar ist darüber hinaus, dass das Dichtelement als ein Dichtring ausgeführt ist, der an einem Profilvorsprung des Tragrings gehalten angeordnet ist. In diesem Fall ist das Dichtungselement mithin als ein Radialdichtungselement ausgeführt.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Tragelement mit einer Positionierhilfe versehen sein, mittels derer das Tragelement mit dem Dichtungselement in einer zur Ablauföffnung des Filtergehäuses axial fluchtenden Drehstellung positionierbar ist. Die Positionierhilfe steht dabei vorzugsweise in axialer und/oder in radialer Richtung vom Tragelement weg. Sie kann beispielsweise als Orientierungsnase ausgebildet sein. Die Positionierhilfe kann durch das Dichtungselement selbst oder als ein dazu separates Bauteil ausgebildet sein. Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Positionierhilfe des Tragelements bzw. des Tragrings als ein Schlitz ausgeführt. Am oder im Filtergehäuse, in dem das Filterelement verwendet werden soll, ist in diesem Fall vorzugsweise ein zur Positionierhilfe komplementärer Positionieranschlag ausgebildet. Im Falle einer schlitzförmigen Positionierhilfe ist der Positionieranschlag zum Eingriff in die Positionierhilfe ausgebildet.
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Mittels der Positionierhilfe kann eine zwangsläufige Ausrichtung des Dichtungselements in seine zur Ablauföffnung axial fluchtende Drehstellung erreicht werden.
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Das erfindungsgemäße Filtersystem dient bevorzugt dem Filtern von Kraftstoff oder Öl und kann insbesondere bei mobilen Anwendungen, etwa bei einem Kraftfahrzeug, eingesetzt werden. Das Filtersystem umfasst ein öffenbares Filtergehäuse mit einem Gehäusetopf, der eine bodenseitig angeordnete Ablauföffnung aufweist. Im Filtergehäuse ist ein vorstehend erläutertes Filterelement anordenbar, wobei das in seiner Montageposition angeordnete Filterelement die Ablauföffnung des Filtersystems im Filterbetrieb dichtend verschließt. Bei einem solchen Filtersystem kann eine Vorab-Ausrichtung des Filterelements relativ zum Filtergehäuse entfallen, wodurch sich insbesondere die Montage des Filtersystems sowie auch ein Austausch des Filterelements wesentlich vereinfacht.
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Das Filtergehäuse weist vorzugsweise einen Gehäusedeckel auf, der mittels einer Schraubbewegung auf den Gehäusetopf aufschraubbar oder in den Gehäusetopf einschraubbar ist, um den Gehäusetopf zu verschließen, wobei das Filterelement mit dem Gehäusedeckel verkoppelbar ist, derart, dass das Filterelement mittels der Schraubbewegung des Gehäusedeckels gemeinsam mit dem Tragelement axial in Richtung auf die Ablauföffnung bewegbar und das Tragelement soweit gemeinsam mit dem Filterelement um die Längsachse rotierbar ist, bis das Tragelement, mittels des Dichtungselements oder einer Positionierhilfe in einer vorgegebenen Drehlage relativ zum Gehäusetopf arretiert, in der das Dichtungselement zur Ablauföffnung axial fluchtend ausgerichtet ist. Wird das Filterelement mittels der Schraubbewegung des Gehäusedeckels weiter in axialer Richtung in seine vorgegebene Filterbetriebsposition im Filtergehäuse bewegt, so kann dadurch das Dichtungselement in seine die Ablauföffnung des Gehäusetopfs verschließende Dichtstellung überführt werden. Das Filterelement kann dadurch insgesamt auf einfache Weise in seiner vorgegebenen Montageposition im Filtergehäuse positioniert werden.
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Das Filtergehäuse, insbesondere der Gehäusetopf, weist nach der Erfindung bevorzugt einen mit dem Dichtungselement bzw. der Positionierhilfe des Filterelements zusammenwirkenden Positionieranschlag auf. Der Positionieranschlag kann dabei nach der Erfindung als eine Nut oder als ein bezogen auf die Längsachse des Filtergehäuses bzw. des Filterelements radial oder axial nach innen vorspringender Profilfortsatz des Filtergehäuses bzw. einer Innenwand des Filtergehäuses ausgebildet sein.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, sowie aus den Ansprüchen.
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Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, welche in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden.
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In der Zeichnung zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Filtersystems mit einem Filtergehäuse und mit einem darin angeordneten Filterelement, das an seinem unteren Ende ein ring- oder scheibenförmiges Tragelement mit einem daran angeordneten Dichtungselement zum Verschließen einer bodenseitigen Ablauföffnung des Filtergehäuses aufweist, in einer Schnittdarstellung;
- 2 ein weiteres Filtersystem in einer geschnittenen Ansicht;
- 3 eine vergrößerte Darstellung des in 2 mit „III“ bezeichneten Detailausschnitts;
- 4 ein weiteres Filtersystem, bei dem das Dichtungselement des Filterelements ein federelastisches Vorspannelement bildet; und
- 5 eine vergrößerte Darstellung des in 4 mit „V“ bezeichneten Detailausschnitts.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt ein Filtersystem 10 eines Kraftfahrzeugs für ein zu filterndes Fluid, insbesondere Öl oder Kraftstoff, in einer geschnittenen Ansicht. Das Filtersystem 10 umfasst ein Filtergehäuse 12, mit einem Gehäusedeckel 14, der mittels eines Schraubgewindes 15 mit einem Gehäusetopf 16 verschraubbar ist. Ein Gehäuseboden 18 des Gehäusetopfs 16 ist über eine Leerlauf- oder Ablauföffnung 20 mit einem Leerlauf- bzw. Ablaufkanal 22 fluidisch verbunden. Im Filterbetrieb tritt zu filterndes Fluid über einen Fluideinlass 24 in das Filtergehäuse 12 ein. Gefiltertes Fluid verlässt das Filtersystem 10 im Filterbetrieb über einen hier bodenseitig angeordneten Fluidauslass 26. Die Ablauföffnung 20 stellt somit einen Hilfsauslass für Wartungszwecke dar, insbesondere zur Entleerung des Filtersystems 10. Im Filterbetrieb des Filtersystems 10 muss die Ablauföffnung 20 dicht verschlossen sein. Hierzu dient ein im Filtergehäuse 12 anzuordnendes Filterelement 28. Das Filterelement 28 weist ein Filtermedium 30 auf, das zur Längsachse L des Filterelements 28 bzw. des Filtergehäuses 12 ringförmig angeordnet ist. Das Filtermedium 30 kann in an sich bekannter Weise zickzackförmig gefaltet sein. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Filtermedium 30 von dem zu filternden Fluid in einer zur Längsachse L radialen Richtung von außen nach innen durchströmbar. Das Filtermedium umschließt einen reinseitig angeordneten zentralen Auslasskanal 32, der sich zumindest abschnittsweise in axialer Richtung durch das Filtermedium 30 hindurcherstreckt. Der Auslasskanal 32 ist mit dem Fluidauslass des Filtergehäuses fluidisch verbunden. Das Filterelement 28 ist mit dem Gehäusedeckel 14 in nicht näher gezeigter Weise reibschlüssig oder drehfest verkoppelbar, so dass das Filterelement 28 beim Auf- bzw. Abschrauben des Gehäusedeckels 14 auf den bzw. vom Gehäusetopf 16 gemeinsam mit dem Gehäusedeckel jeweils gleichsinnig in Schraubrichtung des Gehäusedeckels 14 mitrotiert wird.
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Das Filterelement weist hier eine untere Endscheibe 34 auf, die das Filtermedium 30 in axialer Richtung übergreift. Das Filtermedium 30 kann mit der Endscheibe verklebt, verschweißt oder im Material der unteren Endscheibe 34 eingebettet gehalten angeordnet sein. Die Endscheibe 34 kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen. Die untere Endscheibe 34 weist eine Rastaufnahme 36 für mehrere Rastfinger 38 eines Tragelements 40 auf. Das Tragelement 40 ist im Filterbetrieb des Filtersystems 10 mit der Endscheibe 34 verrastet und hier lediglich aus Darstellungsgründen in einer von der Endscheibe 34 beabstandeten Position dargestellt. Die Rastfinger 38 des Tragelements 40 sind in Umfangsrichtung des Tragelements, voneinander, bevorzugt regelmäßig, beabstandet angeordnet. Die Rastfinger 38 erstrecken sich in axialer Richtung vom Tragelement 40 gleichsinnig weg. Sind die Rastfinger mit der Endscheibe 34 verrastet, so hintergreifen sie die Endscheibe mit Rastvorsprüngen 39 in einer radialen Richtung. Die Rastaufnahme 36 und die Rastfinger 38 weisen im miteinander verrasteten Zustand ein axiales Spiel d auf. Zu beachten ist, dass die Rastaufnahme 36 und die Rastfinger 38 derart komplementär zueinander ausgebildet sind, dass das Tragelement 40 in seinem mit der Endscheibe 34 verrasteten Zustand relativ zum Filtermedium um die Längsachse L drehbar ist.
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In einem Zwischenraum 42 zwischen der Endscheibe 34 und dem Tragelement 40 kann ein Federelement 44 angeordnet sein, das hier beispielhaft als ein Axialfederelement bzw. als eine Druckfeder ausgeführt ist. Das Federelement kann beispielsweise eine Metallfeder sein. Das Federelement 44 stützt sich hier beispielhaft einenends an der Endscheibe 34 des Filterelements 28 und anderenends an dem Tragelement 40 ab. Das Tragelement 40 ist dabei durch das Federelement in einer von der unteren Endscheibe beabstandeten Axialposition (nicht gezeigt) federelastisch gehalten und kann gegen die Kraft des Federelements axial in Richtung auf die Endscheibe 34 bewegt werden. Der Bewegungsumfang ist dabei auf das axiale Spiel d der Rastverbindung begrenzt. Durch das axiale Spiel d ergibt sich somit ein Toleranzausgleich für Längentoleranzen des Filterelements 28, insbesondere des Filtermediums 30 bzw. des Filtergehäuses 12.
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Das Tragelement 40 weist ein Dichtungselement 46 auf. Das Dichtungselement 46 erstreckt sich von dem Tragelement 40 in axialer Richtung nach außen weg. Durch das Dichtungselement 46 ist im Filterbetrieb ein fluiddichter Verschluss der Ablauföffnung 20 des Gehäusetopfes 16 bewirkt. Die zur Abdichtung erforderliche Anpresskraft wird, wie weiter unten noch näher erläutert, durch das Federelement 44 erzeugt. Ferner ist das Dichtungselement 46 mittels einer ebenfalls an der Unterseite des Tragelements 40 angeordneten Positionierhilfe 48 im Filterbetrieb in einer vorgegebenen Drehlage, insbesondere axial fluchtend über der Ablauföffnung 20, fixierbar. Die Positionierhilfe 48 kann als eine Orientierungsnase ausgebildet sein und axial nach unten, d. h. zum Gehäuseboden 18 hin, oder in radialer Richtung vom Tragelement 40 wegstehen. Zur Positionierung des Tragelements 40 in seiner vorgegebenen Drehlage kooperiert die Positionierhilfe 48 mit einem zu ihr komplementär gebildeten Positionieranschlag 50 des Filtergehäuses 12, hier des Gehäusetopfs 16. Der Positionieranschlag 50 umfasst hier zwei rippenartige Gehäusewandvorsprünge, die zwischen sich eine Nut zur Aufnahme der Positionierhilfe bilden.
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Zu Wartungszwecken, beispielsweise zum Austausch des Filterelements 28, wird der Gehäusedeckel 14 vom Gehäusetopf 16 abgeschraubt und das Filterelement 28 aus dem Gehäusetopf in axialer Richtung (nach oben) herausbewegt. Dabei wird das Dichtungselement 46 von der Ablauföffnung 20 in axialer Richtung wegbewegt, so dass im Filtergehäuse 12, insbesondere auf der Rohseite 52, angeordnetes Fluid, der Schwerkraft folgend, über die Ablauföffnung 20 und den Ablaufkanal 22 aus dem Filtergehäuse 12 herausströmen kann.
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Zur Montage des Filterelements 28 wird der Gehäusedeckel 14 zunächst mit dem Filterelement 28 verkoppelt. Dazu kann das Filterelement 28 in den Gehäusedeckel eingesteckt, mit diesem verrastet oder in anderer Weise an diesem befestigt werden. Der Gehäusedeckel 14 mitsamt dem Filterelement 28 wird dann in den Gehäusetopf 16 auf- bzw. eingeschraubt, um den Gehäusetopf 16 zu verschließen. Das Filterelement 28 wird während der Schraubbewegung vom Gehäusedeckel 14 mitgenommen und um die Längsachse L mitrotiert, so dass das Filterelement 28 gemeinsam mit dem Gehäusedeckel 14 axial in Richtung auf die Ablauföffnung 20 des Filtergehäuses 12 bewegt wird.
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Aufgrund allgegenwärtiger Reibung, insbesondere zwischen der Endscheibe 34 und dem Tragelement 40, sowie hier weiter verstärkt durch das Federelement 44, wird das Tragelement 40 soweit gemeinsam mit dem Filterelement 28 um die Längsachse L rotiert, bis die Positionierhilfe 48 des Tragelements 40 in die Nut des Positionieranschlags 50 eingreift und an eine der Rippen des Positionieranschlags 50 anschlägt. Dadurch wird eine weitere Rotation des Tragelements 40 in Schraubrichtung des Gehäusedeckels 14 bzw. des Filterelements 28 unterbunden und das Tragelement 40 in einer Drehposition arretiert, in der das Dichtungselement 46 zur Ablauföffnung 20 in axialer Richtung fluchtend angeordnet ist. Auch aufgrund des - geeignet bemessenen - Spiels d kann der Gehäusedeckel 14 mit dem Filterelement 28 trotz Dreharretierung des Tragelements 40 in der bisherigen Schraubrichtung weiterbewegt werden, bis das Filterelement 28 seine vorgegebene Montageposition im Filtergehäuse erreicht. In dieser Montageposition ist das Dichtungselement 46 in seiner Dichtposition (seinem Dichtsitz am Filtergehäuse) angeordnet, in der das Dichtungselement 46 die Ablauföffnung 20 des Ablaufkanals 22 fluid- und druckdicht verschließt. Das Dichtungselement 46 liegt dabei durch das Federelement 44 in axialer Richtung vorgespannt am Gehäuseboden des Filtergehäuses 12 dichtend an. Während des Filterbetriebs wird das Dichtungselement zusätzlich durch das das Filterelement durchströmende druckbeaufschlagte Fluid gegen das Filtergehäuse 12 gepresst und somit druckaktiviert.
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In der 2 ist ein weiteres Filtersystem 10 in einer ausschnittsweisen Detailansicht gezeigt. 3 zeigt einen in 2 mit „III“ bezeichneten Detailausschnitt in vergrößerter Darstellung. Das Filterelement 28 ist in seiner vorgegebenen Montageposition im Filtergehäuse 12 angeordnet.
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Das Filtersystem 10 gemäß den 2 und 3 unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Filtersystem 10 im Wesentlichen darin, dass der Gehäusetopf 16 eine integrierte Auslasshülse bzw. einen Auslassdom 53 aufweist, der sich in axialer Richtung in das Filterelement 28 hineinerstreckt. Der Auslassdom 53 ist eingangsseitig mit dem Auslasskanal 32 des Filtermediums 30 fluidisch verbunden. Das Filterelement 28 ist seiner vorgegebenen Montageposition innerhalb des Filtergehäuses koaxial zum Auslassdom 52 angeordnet. Die untere Endscheibe 34 liegt am Auslassdom 53 außenseitig in radialer Richtung umlaufend dichtend an. Das Tragelement 40 ist mit der Endscheibe 34 des Filterelements verrastet. Das Dichtungselement 46 ist in seiner vorgegebenen Dichtposition angeordnet und verschließt die Ablauföffnung 20 fluid- und druckdicht.
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Das Dichtungselement 46 weist eine Dichtlippe 54 auf, die bei in Dichtposition angeordnetem Dichtungselement am Gehäuseboden 18 in axialer Richtung vorgespannt dichtend anliegt. Das Dichtungselement 46 weist einen Halteabschnitt 56 auf, der sich durch eine Durchgangsausnehmung 58 des Tragelements 40 hindurcherstreckt und am Tragelement im Presssitz gehalten angeordnet ist.
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In den 4 und 5 ist ein weiteres Filtersystem 10 gezeigt, bei dem das Federelement 44 durch das Dichtungselement 46 selbst bzw. durch dessen Halteabschnitt 56 gebildet ist. Der Halteabschnitt 56 des Dichtungselements 46 stützt sich einenends an dem Filterelement 28, hier der unteren Endscheibe 34 des Filterelements 28, in axialer Richtung ab, sodass das Dichtungselement 46 in der gezeigten Dichtstellung am Gehäuseboden in axialer Richtung vorgespannt dichtend anliegt. Dies ist in den 4 und 5 zeichnerisch durch den axialen Überlapp des Halteabschnitts 56 mit der unteren Endscheibe 34 des Filterelements 28 sowie der Dichtlippe 54 mit dem Filtergehäuse verdeutlicht. Bei dieser Bauweise des Filterelements erübrigt sich mithin ein zum Dichtungselement 46 separat ausgebildetes Federelement 44.
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Das Dichtungselement 46 der vorstehend erläuterten Filterelemente 28 kann insbesondere aus einem Gummi oder einem Elastomer bestehen oder diese Materialien umfassen. Es versteht sich, dass das Gummi bzw. das Elastomer bedarfsweise Zuschlagstoffe oder sogar Armierungselemente aufweisen kann. Das Dichtungselement 46 kann dabei insbesondere als ein glockenförmiges Axialdichtungselement ausgeformt sein, durch dessen Formgebung sowie dessen flexible Verformbarkeit selbst größere Maßtoleranzen der Dichtfläche ausgeglichen und ein zuverlässiges Dichtvermögen gewährleistet wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011088742 A1 [0002]
