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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filtermodul für eine Filteranordnung und eine Filteranordnung mit einem derartigen Filtermodul.
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Stand der Technik
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Ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Lastkraftwagen, kann eine Brennkraftmaschine, beispielsweise einen Dieselmotor, umfassen. Bevor der Brennkraftmaschine Kraftstoff zugeführt wird, ist dieser mit Hilfe eines Kraftstofffilters zu filtern. Hierzu können Kraftstofffiltermodule mit einem Vorfilterelement und einem dem Vorfilterelement fluidisch nachgeschalteten Hauptfilterelement eingesetzt werden.
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Die
DE 10 2015 003 165 A1 beschreibt einen Kraftstofffilter mit einem Filtergehäuse und mit einem in dem Filtergehäuse austauschbar angeordneten Filtereinsatz mit einem Vorfilterelement und mit einem Hauptfilterelement, die in dem Filtergehäuse in Richtung einer Längsachse des Filtergehäuses hintereinanderliegend angeordnet sind.
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Aus der
EP 2 649 292 B1 ist ein Filtermodul mit einem Erstfilterelement und einem Zweitfilterelement bekannt, bei dem die Wasserabscheideschnittstelle, die Erstfilterschnittstelle und die Zweitfilterschnittstelle axial versetzt zueinander vorliegen.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Filteranordnung zur Verfügung zu stellen.
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Demgemäß wird ein Filtermodul, insbesondere ein Kraftstofffiltermodul, für eine Filteranordnung vorgeschlagen. Das Filtermodul umfasst ein Vorfilterelement, ein Zweitfilterelement, eine Wasserabscheideschnittstelle zum Abführen von mit Hilfe des Erstfilterelements aus einem zu filternden Fluid abgeschiedenem Wasser von dem Erstfilterelement, eine Erstfilterschnittstelle zum Abführen von mit Hilfe des Erstfilterelements gefiltertem Fluid von dem Erstfilterelement, und eine Zweitfilterschnittstelle zum Abführen von mit Hilfe des Zweitfilterelements gefiltertem Fluid von dem Zweitfilterelement, wobei die Wasserabscheideschnittstelle, die Erstfilterschnittstelle und die Zweitfilterschnittstelle koaxial zu einer Symmetrieachse des Filtermoduls angeordnet sind. Erfindungsgemäß sind die Wasserabscheideschnittstelle, die Erstfilterschnittstelle und die Zweitfilterschnittstelle jeweils zu einer Abströmung von Stoffströmen in Axialrichtung ausgebildet, insbesondere dazu, in einer Benutzungsanordnung in Schwererichtung nach unten.
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Des Weiteren sind die Wasserabscheideschnittstelle, die Erstfilterschnittstelle und die Zweitfilterschnittstelle dem Bereich eines selben Längsendes des Filtermoduls, insbesondere einer gemeinsamen Endscheibe des Filtermoduls, zugeordnet.
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Die erfindungsgemäß verwendeten Begriffe „Erstfilterelement“, „Erstfilterschnittstelle“ und „Zweitfilterelement“ und „Zweitfilterschnittstelle“ lassen ein bestimmtes Durchströmungsregime offen, d. h. eröffnen sowohl die Möglichkeit, dass es sich bei dem Erstfilterelement um ein Vorfilterelement handelt als auch die Möglichkeit, dass es sich bei dem Erstfilterelement um ein Hauptfilterelement handelt und bei dem Zweitfilterelement entsprechend entweder um ein Vorfilterelement oder ein Hauptfilterelement.
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Das Filtermodul beziehungsweise die Filteranordnung ist insbesondere dazu eingerichtet, Fluide, wie beispielsweise Luft oder andere Gase, Flüssigkeiten, insbesondere flüssige Betriebsmittel eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wie Öl, Wasser, Benzin, Dieselkraftstoff, Kerosin oder Harnstofflösung, zu filtern. Das Filtermodul beziehungsweise die Filteranordnung ist insbesondere dazu eingerichtet, Verunreinigungen, insbesondere Partikel und Schwebstoffe, aus dem Kraftstoff abzutrennen. Das Filtermodul beziehungsweise die Filteranordnung kann Anwendung in Kraftfahrzeugen, Wasserfahrzeugen, Schienenfahrzeugen, landwirtschaftlichen Fahrzeugen, Baumaschinen, Luftfahrzeugen oder dergleichen finden. Ferner kann das Filtermodul beziehungsweise die Filteranordnung auch bei immobilen Anwendungen, wie beispielsweise in stationären Einrichtungen zur Energieerzeugung, eingesetzt werden. Insbesondere kann das Filtermodul beziehungsweise die Filteranordnung in sogenannten Heavy-Duty-Anwendungen eingesetzt werden.
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Das Filtermodul ist vorzugsweise rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse aufgebaut. Eine Axialrichtung oder Längsrichtung des Filtermoduls stimmt dabei mit der Symmetrieachse überein oder ist parallel zu dieser angeordnet. Die Schnittstellen können beispielsweise als Dichtflächen ausgebildet sein. Dass die Schnittstellen „koaxial“ zueinander angeordnet sind, kann insbesondere bedeuten, dass die Schnittstellen jeweils rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse aufgebaut sind und ineinander positioniert sind. „Koaxial“ bezüglich der Symmetrieachse bedeutet auch, dass die Schnittstellen entlang der Symmetrieachse und nicht in einer Radialrichtung des Filtermoduls verlaufen. Die Radialrichtung ist senkrecht zu der Symmetrieachse orientiert und weist von dieser weg. Die Schnittstellen können rohrförmig oder hohlzylinderförmig aufgebaut sein.
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Ein Filtergehäuse der Filteranordnung weist zu den Schnittstellen des Filtermoduls korrespondierende Schnittstellen auf. Diese Schnittstellen können als Dichtflächen oder dergleichen ausgebildet sein. Ein Trennen des Filtermoduls von den Schnittstellen des Filtergehäuses kann durch ein axiales Verlagern des Filtermoduls gegenüber den Schnittstellen erfolgen.
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Dadurch, dass die Schnittstellen koaxial angeordnet sind, kann vorteilhafterweise ein besonders einfacher Aufbau der Schnittstellen erzielt werden. Auf radiale Schnittstellen kann somit verzichtet werden. Es kann ein Kopierschutz sowie ein Schutz vor fehlerhaftem Einbau (Poka-yoke) des Filtermoduls in das Filtergehäuse erreicht werden.
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In Ausführungsformen ist die Zweitfilterschnittstelle bezüglich einer Radialrichtung des Filtermoduls innerhalb der Erstfilterschnittstelle angeordnet, wobei die Erstfilterschnittstelle bezüglich der Radialrichtung innerhalb der Wasserabscheideschnittstelle angeordnet ist. Dass die Zweitfilterschnittstelle innerhalb der Erstfilterschnittstelle angeordnet ist, bedeutet insbesondere, dass die Erstfilterschnittstelle um die Zweitfilterschnittstelle umläuft. Entsprechend bedeutet, dass die Erstfilterschnittstelle innerhalb der Wasserabscheideschnittstelle angeordnet ist, dass die Wasserabscheideschnittstelle um die Erstfilterschnittstelle umläuft.
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Bevorzugt weist jedes Filterelement zwei Endscheiben auf, zwischen denen ein Filtermedium angeordnet ist. Bevorzugt sind die Schnittstellen einer dem Zweitfilterelement abgewandten ersten Endscheibe des Erstfilterelements zugeordnet. Besonders bevorzugt liegen die Wasserabscheideschnittstelle, die Erstfilterschnittstelle und die Zweitfilterschnittstelle konzentrisch zueinander vor. Konzentrisch meint hierbei, dass diese koaxial sind und sich zusätzlich zumindest teilweise in einer gemeinsamen Ebene befinden.
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In Ausführungsformen sind die Wasserabscheideschnittstelle, die Erstfilterschnittstelle und die Zweitfilterschnittstelle entlang der Symmetrieachse betrachtet axial zueinander versetzt positioniert. Beispielsweise steht die Erstfilterschnittstelle axial hinter der Wasserabscheideschnittstelle zurück. Die Zweitfilterschnittstelle kann axial hinter der Erstfilterschnittstelle zurückstehen.
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In Ausführungsformen umfasst das Filtermodul ferner eine Entlüftungsschnittstelle, die koaxial zu der Symmetrieachse angeordnet ist. Die Entlüftungsschnittstelle ist insbesondere ein Entlüftungsrohr.
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In Ausführungsformen ist die Entlüftungsschnittstelle innerhalb der Zweitfilterschnittstelle angeordnet. Insbesondere ist die Entlüftungsschnittstelle entlang der Radialrichtung betrachtet innerhalb der Zweitfilterschnittstelle angeordnet und kann optional axial zurückversetzt vorliegen oder aber zusammen mit der Wasserabscheideschnittstelle, der Erstfilterschnittstelle und der Zweitfilterschnittstelle konzentrisch vorliegen.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung kann das Erstfilterelement ein Vorfilterelement sein und die Erstfilterschnittstelle eine Vorfilterschnittstelle sein und das Zweitfilterelement ein Hauptfilterelement sein und die Zweitfilterschnittstelle eine Hauptfilterschnittstelle sein.
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In Ausführungsformen ist das Vorfilterelement bezüglich einer Schwerkraftrichtung unterhalb des Hauptfilterelements angeordnet. Alternativ kann das Vorfilterelement bezüglich der Schwerkraftrichtung auch oberhalb des Hauptfilterelements angeordnet sein.
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In Ausführungsformen ist die Zweitfilterschnittstelle zumindest abschnittsweise durch das Erstfilterelement hindurchgeführt. Vorzugsweise ist die Zweitfilterschnittstelle an einem Standrohr des Zweitfilterelements vorgesehen. Das Standrohr kann einteilig, insbesondere materialeinstückig, mit einer Endscheibe des Zweitfilterelements ausgebildet sein.
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In Ausführungsformen umfasst das Filtermodul ferner eine dem Erstfilterelement zugeordnete Wasserabscheideeinheit. Die Wasserabscheideeinheit umfasst insbesondere ein Koaleszermedium zum Abscheiden von Wasser aus dem Fluid. Die Wasserabscheideeinheit ist insbesondere einem Filtermedium des Erstfilterelements fluidisch nachgeschaltet.
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In Ausführungsformen ist das Zweitfilterelement stromabwärts des Erstfilterelements angeordnet. Das heißt, dass das zu filternde Fluid zuerst durch das Erstfilterelement und anschließend durch das Zweitfilterelement strömt.
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In Ausführungsformen sind das Erstfilterelement und das Zweitfilterelement formschlüssig miteinander verbunden, oder das Erstfilterelement und das Zweitfilterelement sind miteinander verschweißt oder verschmolzen. Eine formschlüssige Verbindung entsteht durch das Ineinander- oder Hintergreifen zweier Bauteile. Formschlüssige Verbindungen sind lösbar. Beispielsweise sind das Erstfilterelement und das Zweitfilterelement miteinander verschnappt bzw. verclipst.
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In Ausführungsformen weist das Erstfilterelement und/oder das Zweitfilterelement ein, insbesondere sternförmig gefaltetes, Filtermedium auf. Das Filtermedium kann ein Filterkörper aus flächigem und zickzackförmig gefaltetem Filtermaterial sein. Das zickzackförmige Filtermaterial des Filtermediums kann so als sternförmiger Endlosfaltenbalg ausgebildet sein, der im Wesentlichen eine zylinderförmige Hüllfläche bildet. Das Filtermedium kann beispielsweise ein Filtergewebe, ein Filtergelege oder ein Filtervlies sein oder umfassen. Das Filtermedium kann ein- oder mehrlagig ausgeführt sein, wobei eine oder mehrere Lagen Fasern aus Zellulose, Kunststofffasern, insbesondere PET-Fasern, und/oder Glas und/oder aus Mischungen davon aufweisen.
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In Ausführungsformen ist das Erstfilterelement und/oder das Zweitfilterelement hohlzylinderförmig aufgebaut. Bevorzugt sind sowohl das Erstfilterelement als auch das Zweitfilterelement hohlzylinderförmig und insbesondere rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse aufgebaut.
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Ferner wird eine Filteranordnung, insbesondere eine Kraftstofffilteranordnung, mit einem derartigen Filtermodul und einem Filtergehäuse, in dem das Filtermodul austauschbar aufgenommen ist, vorgeschlagen.
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Das Filtergehäuse umfasst bevorzugt einen Filtertopf, in dem das Filtermodul aufgenommen ist, sowie einen Gehäusedeckel, der auf den Filtertopf aufgeschraubt sein kann. Das Filtermodul kann mit dem Gehäusedeckel derart gekoppelt sein, dass bei einem Abnehmen des Gehäusedeckels das Filtermodul aus dem Filtertopf herausgezogen wird.
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Figurenliste
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Es zeigt dabei:
- 1: eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Filteranordnung;
- 2. eine weitere schematische Schnittansicht der Filteranordnung gemäß 1;
- 3: eine weitere schematische Schnittansicht der Filteranordnung gemäß der Schnittlinie III-III der 2;
- 4: eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Filtermoduls für die Filteranordnung gemäß 1;
- 5: eine schematische Schnittansicht einer nicht erfindungsgemäßen Filteranordnung; und
- 6: eine schematische Schnittansicht eines nicht erfindungsgemäßen Filtermoduls für die Filteranordnung gemäß 5.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In der Beschreibung der Figuren wird eine Ausführungsform beschrieben, bei der es sich bei dem Erstfilterelement 3 um ein Vorfilterelement 3 handelt und bei dem Zweitfilterelement 4 um ein Hauptfilterelement 4, d. h. eine Anordnung bei der das Erstfilterelement 3 und das Zweitfilterelement 4 seriell durchströmt werden. Die hierin genannten Merkmale und Vorteile sind jedoch auch auf Ausführungen übertragbar, gemäß denen es sich bei dem Erstfilterelement 3 um ein Hauptfilterelement handelt und bei dem Zweitfilterelement 4 um ein Vorfilterelement.
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Die 1 und 2 zeigen jeweils eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Filteranordnung 1A. Die 3 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht der Filteranordnung 1A gemäß der Schnittlinie III-III der 2. Die Filteranordnung 1A kann geeignet sein, flüssige Betriebsmittel eines Fahrzeugs, beispielsweise Öl oder Kraftstoffe, wie Dieselkraftstoff, Kerosin oder Benzin, zu filtern. In bestimmten Ausführungen kann die Filteranordnung 1A auch geeignet sein, Harnstofflösungen zu filtern. Besonders bevorzugt ist die Filteranordnung 1A eine Kraftstofffilteranordnung.
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Bevorzugt findet die Filteranordnung 1A in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Baufahrzeugen oder landwirtschaftlichen Maschinen, in Wasserfahrzeugen, in Schienenfahrzeugen oder in Luftfahrzeugen Anwendung. Insbesondere kann die Filteranordnung 1A im Bereich der Nutzfahrzeuge, besonders bevorzugt für sogenannte Heavy-Duty-Anwendungen, eingesetzt werden. Weiterhin kann die Filteranordnung 1A beispielsweise auf dem Gebiet der stationären Energieerzeugung Anwendung finden. Besonders bevorzugt ist die Filteranordnung 1A geeignet, Dieselkraftstoff zu filtern.
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Die Filteranordnung 1A umfasst ein in der 4 in einer Schnittansicht gezeigtes Filtermodul 2A. Das Filtermodul 2A ist bevorzugt ein Kraftstofffiltermodul zum Filtern von Dieselkraftstoff einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors. Das Filtermodul 2A umfasst ein Vorfilterelement 3 und ein Hauptfilterelement 4. In der Orientierung der 4 sind das Vorfilterelement 3 und das Hauptfilterelement 4 übereinander angeordnet. Das Filtermodul 2A kann auch als Doppelstockfilter bezeichnet werden.
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Das Filtermodul 2A ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Mittel- oder Symmetrieachse 5 ausgebildet. Entlang der Symmetrieachse 5 beziehungsweise in einer Schwerkraftrichtung g betrachtet, sind das Vorfilterelement 3 und das Hauptfilterelement 4 nebeneinander beziehungsweise übereinander angeordnet. Dem Filtermodul 2A ist eine Radialrichtung R zugeordnet. Die Radialrichtung R ist senkrecht zu der Symmetrieachse 5 positioniert und weist von dieser weg.
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Das Vorfilterelement 3 umfasst ein Filtermedium 6. Das Filtermedium 6 kann ein Filterkörper aus flächigem und zickzackförmig gefaltetem Filtermaterial sein. Das zickzackförmige Filtermaterial des Filtermediums 6 kann so als sternförmiger Endlosfaltenbalg ausgebildet sein, dessen Hüllfläche im Wesentlichen zylinderförmig ist. Das Filtermedium 6 kann beispielsweise ein Filtergewebe, ein Filtergelege oder ein Filtervlies sein oder umfassen. Das Filtermedium 6 kann verfilzt oder vernadelt sein. Das Filtermedium 6 kann Naturfasern, wie Cellulose oder Baumwolle, oder Kunststofffasern, beispielsweise aus Polyester, Polyvinylsulfid oder Polytetrafluorethylen aufweisen. Fasern des Filtermediums 6 können bei der Verarbeitung in, schräg und/oder quer zu einer Maschinenrichtung orientiert sein.
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Das Filtermedium 6 ist entlang der Symmetrieachse 5 betrachtet zwischen einer ersten oder unteren Endscheibe 7 und einer zweiten oder oberen Endscheibe 8 angeordnet. Das Filtermedium 6 kann mit den Endscheiben 7, 8 verklebt, verschweißt oder verschmolzen sein. Das Filtermedium 6 ist von innen von einem fluiddurchlässigen Stützrohr 9 gestützt. Das Stützrohr 9 kann rohrförmig ausgebildet sein. Das Stützrohr 9 kann auch als Stützstruktur ausgebildet sein oder als solche bezeichnet werden. Vorzugsweise ist das Stützrohr 9 gitterförmig. Das Stützrohr 9 kann ein Kollabieren des Filtermediums 6 verhindern. Das Stützrohr 9 kann fest mit den Endscheiben 7, 8 verbunden, beispielsweise mit diesen verklebt, verschmolzen oder verschweißt, sein.
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Das Filtermedium 6 weist eine Rohseite RO und eine Reinseite RL auf. Ein zu reinigendes Fluid F, beispielsweise Dieselkraftstoff, tritt von der Rohseite RO durch das Filtermedium 6 hindurch auf die Reinseite RL, wobei das Filtermedium 6 Schmutzpartikel, Schwebstoffe und dergleichen aus dem Fluid F herausfiltert.
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Das Vorfilterelement 3 weist zum Abscheiden von in dem Fluid F enthaltenem Wasser eine Wasserabscheideeinheit 10 auf. Die Wasserabscheideeinheit 10 umfasst ein Koaleszermedium zum Abscheiden von Wasser aus dem Fluid F. Die Wasserabscheideeinheit 10 ist dem Filtermedium 6 des Vorfilterelements 3 fluidisch nachgeschaltet. Das heißt, das Fluid F tritt von der Rohseite RO zunächst durch das Filtermedium 6 und dann durch die Wasserabscheideeinheit 10 auf die Reinseite RL. Dabei scheidet die Wasserabscheideeinheit 10 Wasser aus dem Fluid F ab. Die Wasserabscheideeinheit 10 ist zylinderförmig und läuft um die Symmetrieachse 5 um. Die Wasserabscheideeinheit 10 umfasst in der Orientierung der 4 eine unterseitig angeordnete flanschförmige Vorfilterschnittstelle 11 im Sinne einer Erstfilterschnittstelle.
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Aus der ersten Endscheibe 7 erstreckt sich unterseitig eine zylinderförmige Wasserabscheideschnittstelle 12 heraus, in der die Vorfilterschnittstelle 11 der Wasserabscheideeinheit 10 aufgenommen ist. Die Wasserabscheideschnittstelle 12 ist ein Dichtflansch oder kann als Dichtflansch bezeichnet werden. Die Wasserabscheideschnittstelle 12 läuft um die Vorfilterschnittstelle 11 um. Die Wasserabscheideschnittstelle 12 umfasst ein um die Symmetrieachse 5 umlaufendes Dichtelement 13. Das Dichtelement 13 ist elastisch verformbar. Beispielsweise ist das Dichtelement 13 aus einem Elastomermaterial, insbesondere aus Fluorkautschuk (FKM), Fluor-Vinyl-Methyl-Silikon-Kautschuk (FVMQ), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) und/oder hydriertem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR) gefertigt, möglich sind aber auch thermoplastische Elastomere (TPE), etwa thermoplastischesPolyurethan (TPU).
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Aus der zweiten Endscheibe 8 erstreckt sich oberseitig ein Verbindungsabschnitt 14 heraus. Der Verbindungsabschnitt 14 kann zylinderförmig ausgebildet sein und läuft um die Symmetrieachse 5 um. Der Verbindungsabschnitt 14 kann in Form eines Schnapphakens oder in Form mehrerer Schnapphaken ausgebildet sein. Die zweite Endscheibe 8 umfasst weiterhin einen Durchbruch 15. Der Durchbruch 15 kann kreisrund sein.
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Das Hauptfilterelement 4 umfasst, wie das Vorfilterelement 3, ein Filtermedium 16. Das Filtermedium 16 kann, wie das Filtermedium 6, zickzackförmig gefaltet sein und im Wesentlichen eine zylinderförmige Geometrie aufweisen, die rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse 5 aufgebaut ist. Das Filtermedium 16 umfasst eine Rohseite RO und eine Reinseite RL. Ein zu filterndes Fluid F, das bereits von dem Vorfilterelement 3 vorgefiltert ist, tritt von der Rohseite RO durch das Fitlermedium 16 hindurch auf die Reinseite RL.
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Das Filtermedium 16 ist zwischen einer unteren oder ersten Endscheibe 17 und einer zweiten oder oberen Endscheibe 18 angeordnet. Beispielsweise ist das Filtermedium 16 mit den Endscheiben 17, 18 verklebt, verschmolzen oder verschweißt. Die erste Endscheibe 17 umfasst einen um die Symmetrieachse 5 umlaufenden Dichtflansch 19 mit einem Dichtelement 20 in Form eines O-Rings. Ferner umfasst die erste Endscheibe 17 einen Verbindungsabschnitt 21, der geeignet ist, mit dem Verbindungsabschnitt 14 in formschlüssigem Eingriff zu stehen. Der Verbindungsabschnitt 21 kann in Form eines oder mehrerer Schnapphaken ausgebildet sein. Mit Hilfe der Verbindungsabschnitte 14, 21 können das Vorfilterelement 3 und das Hauptfilterelement 4 zu dem Filtermodul 2A verbunden werden.
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An der ersten Endscheibe 17 ist ein Standrohr 22 angeformt. Das Standrohr 22 ist durch den Durchbruch 15 der zweiten Endscheibe 8 des Vorfilterelements 3 bis hin zu der Wasserabscheideschnittstelle 12 des Vorfilterelements 3 durch das Vorfilterelement 3 hindurchgeführt. Das Standrohr 22 kann eine Hauptfilterschnittstelle 23 in Form eines Außengewindes aufweisen. Das Standrohr 22 ist über einen Topfabschnitt 24 einteilig, insbesondere materialeinstückig, mit der ersten Endscheibe 17 verbunden. Bei der Hauptfilterschnittstelle 23 handelt es sich um eine Zweitfilterschnittstelle 23.
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Die zweite Endscheibe 18 umfasst Eingriffsabschnitte 25, 26, die Teil eines Bajonettverschlusses sind. Ferner ist an der zweiten Endscheibe 18 eine Entlüftungseinheit 27 zum Entlüften des Filtermoduls 2A vorgesehen. Der Entlüftungseinheit 27 ist ein Entlüftungsrohr oder eine rohrförmige Entlüftungsschnittstelle 28 mit einem Dichtelement 29 in Form eines O-Rings zugeordnet. Die Entlüftungsschnittstelle 28 erstreckt sich entlang der Symmetrieachse 5 betrachtet in das Hauptfilterelement 4 hinein in Richtung des Vorfilterelements 3.
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Zwischen der ersten Endscheibe 17 und der zweiten Endscheibe 18 ist ein Stützrohr 30 vorgesehen. Das Stützrohr 30 kann fest mit den Endscheiben 17, 18 verbunden sein. Beispielsweise ist das Stützrohr 30 mit den Endscheiben 17, 18 verklebt, verschmolzen oder verschweißt.
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Nun zurückkehrend zu den 1 bis 3 umfasst die Filteranordnung 1A neben dem Filtermodul 2A ein Filtergehäuse 31, in dem das Filtermodul 2A aufgenommen ist. Das Filtergehäuse 31 umfasst einen Filtertopf 32, der das Filtermodul 2A aufnimmt, sowie einen Gehäusedeckel 33, der abnehmbar von dem Filtertopf 32 gestaltet ist. Der Filtertopf 32 und der Gehäusedeckel 33 können beispielsweise Kunststoffbauteile, insbesondere Kunststoffspritzgussbauteile, sein.
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Der Gehäusedeckel 33 umfasst einen Angriffsabschnitt 34, der beispielsweise von einem Werkzeug gegriffen werden kann, um den Gehäusedeckel 33 von dem Filtertopf 32 zu trennen. Eine Verbindung zwischen dem Filtertopf 32 und dem Gehäusedeckel 33 kann als Schraubverbindung 35 ausgebildet sein. Dabei ist der Gehäusedeckel 33 gegenüber dem Filtertopf 32 mit Hilfe eines Dichtelements 36, beispielsweise eines O-Rings, fluiddicht abgedichtet.
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Innenseitig, das heißt dem Angriffsabschnitt 34 abgewandt, sind Gegeneingriffsabschnitte 37 vorgesehen, die geeignet sind, mit den Eingriffsabschnitten 25, 26 des Filtermoduls 2A in formschlüssigem Eingriff zu stehen. Hierdurch kann das Filtermodul 2A mit dem Gehäusedeckel 33 derart gekoppelt sein, dass bei einem Trennen des Gehäusedeckels 33 von dem Filtertopf 32 das Filtermodul 2A mitsamt dem Gehäusedeckel 33 von dem Filtertopf 32 abgezogen werden kann.
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In der Orientierung der 1 und 2 ist unterseitig an dem Filtertopf 32 ein Wassersammelraum 38 zum Auffangen von aus dem Fluid F mit Hilfe der Wasserabscheideeinheit 10 abgeschiedenem Wasser W vorgesehen. An dem Wassersammelraum 38 kann ein Füllstandsensor 39 vorgesehen sein, mit dessen Hilfe ein Füllstand des Wassersammelraums 38 erfasst und ausgegeben werden kann. Ferner kann der Wassersammelraum 38 ein Ablassventil 40 zum Ablassen des Wassers W aufweisen. Der Wassersammelraum 38 kann beispielsweise mit dem Filtertopf 32 verschraubt sein oder auf sonstige Art und Weise lösbar mit diesem verbunden sein. Der Wassersammelraum 38 kann mit Hilfe eines Dichtelements 41, insbesondere eines O-Rings, gegenüber dem Filtertopf 32 abgedichtet sein.
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Der Filtertopf 32 umfasst einen dem Vorfilterelement 3 zugeordneten Einlass 42, über den das zu reinigende Fluid F der Rohseite RO des Vorfilterelements 3 zugeführt wird. Ferner umfasst der Filtertopf 32 einen dem Vorfilterelement 3 zugeordneten Auslass 43, der mit der Reinseite RL des Vorfilterelements 3 in Fluidverbindung steht. Mit Hilfe des Auslasses 43 wird das von dem Vorfilterelement 3 vorgereinigte Fluid F einer Kraftstoffpumpe 44 zugeführt. Die Kraftstoffpumpe 44 führt das vorgereinigte Fluid F über einem dem Hauptfilterelement 4 zugeordneten Einlass 45 der Rohseite RO des Hauptfilterelements 4 zu.
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Der Filtertopf 32 umfasst innenseitig eine Dichtfläche 46, an der das Dichtelement 20 des Hauptfilterelements 4 fluiddicht anliegt, so dass die erste Endscheibe 17 des Hauptfilterelements 4 gegenüber der Dichtfläche 46 fluiddicht abdichtet. Der Filtertopf 32 umfasst ferner einen Aufnahmeabschnitt 47 zum Aufnehmen des Vorfilterelements 3 sowie einen Aufnahmeabschnitt 48 zum Aufnehmen des Hauptfilterelements 4. Die Dichtfläche 46 ist entlang der Symmetrieachse 5 betrachtet zwischen den Aufnahmeabschnitten 47, 48 angeordnet.
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Der Filtertopf 32 umfasst eine umlaufende zylinderförmige Dichtfläche 49, an der das Dichtelement 13 des Vorfilterelements 3 dichtend anliegt. Senkrecht zu der Dichtfläche 49 ist ein Boden 50 des Aufnahmeabschnitts 47 vorgesehen. Auf dem Boden 50 kann die erste Endscheibe 7 des Vorfilterelements 3 aufliegen. Koaxial zu der Dichtfläche 49 ist eine weitere zylinderförmige Dichtfläche 51 vorgesehen, an der die Vorfilterschnittstelle 11 der Wasserabscheideeinheit 10 fluiddicht dichtend anliegt.
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Ferner ist koaxial zu den Dichtflächen 49, 51 ein Aufnahmeabschnitt 52 vorgesehen, in dem das Standrohr 22 des Hauptfilterelements 4 mit seiner Hauptfilterschnittstelle 23 aufgenommen ist. Zwischen dem Standrohr 22 und dem Aufnahmeabschnitt 52 kann ein Dichtelement, beispielsweise in Form eines O-Rings, vorgesehen sein. Der Aufnahmeabschnitt 52 erstreckt sich entlang der Symmetrieachse 5 betrachtet über den Boden 50 hinaus.
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In dem Filtertopf 32 ist ein Entlüftungsrohr 53 vorgesehen, das mit der Entlüftungsschnittstelle 28 des Hauptfilterelements 4 lösbar verbunden ist. Hierzu können die Entlüftungsschnittstelle 28 und das Entlüftungsrohr 53 ineinander gesteckt sein. Das Entlüftungsrohr 53 umfasst hierzu einen Verbindungsabschnitt 54, in dem ein das Dichtelement 29 aufweisender Endabschnitt der Entlüftungsschnittstelle 28 aufgenommen ist. Das Entlüftungsrohr 53 ist in einem zu den Dichtflächen 49, 51 konzentrisch angeordneten Aufnahmebschnitt 55 aufgenommen. Endseitig kann das Entlüftungsrohr 53 ein Dichtelement 56, beispielsweise in Form eines O-Rings, aufweisen, welches das Entlüftungsrohr 53 gegenüber dem Aufnahmeabschnitt 55 fluiddicht abdichtet. Über einen an dem Aufnahmeabschnitt 55 vorgesehenen Entlüftungsauslass 57 kann das Filtermodul 2A entlüftet werden.
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Die Funktionalität der Filteranordnung 1A wird nachfolgend erläutert. Im Betrieb der Filteranordnung 1A strömt das von der Kraftstoffpumpe 44 angesaugte ungefiltertete Fluid F über den Einlass 42 in den Aufnahmeabschnitt 47 des Filtertopfs 32 ein. Das ungefilterte Fluid F befindet sich nun auf der Rohseite RO des Vorfilterelements 3. Das Fluid F durchströmt das Filtermedium 6 in radialer Richtung von außen nach innen in Richtung auf die Symmetrieachse 5 hinzu.
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Dabei wird das in dem Fluid F enthaltene Wasser W mit Hilfe der Wasserabscheideeinheit 10 aus dem Fluid F abgeschieden und fließt der Schwerkraftrichtung g folgend zwischen dem Stützrohr 9 und der Wasserabscheideeinheit 10 durch einen in dem Filtertopf 32 vorgesehenen Wasserablaufkanal 58 nach unten in den Wassersammelraum 38 ab. Hierzu ist zwischen dem Stützrohr 9 und der Wasserabscheideeinheit 10 ein Wasserablaufspalt 59 (3), der mit dem Wasserablaufkanal 58 in Fluidverbindung ist, vorgesehen.
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Das Fluid F tritt zumindest teilweise von dem Wasser W befreit durch die Wasserabscheideeinheit 10 hindurch und strömt in einem zwischen der Wasserabscheideeinheit 10 und dem Standrohr 22 vorgesehenen Fluidablaufspalt 60 (3) entlang der Schwerkraftrichtung g nach unten zu dem Auslass 43 hin. Die Kraftstoffpumpe 44 fördert das vorgereinigte Fluid F von dem Auslass 43 hin zu dem Einlass 45.
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Das vorgereinigte Fluid F tritt durch das Filtermedium 16 des Hauptfilterelements 4 hindurch und strömt entlang der Schwerkraftrichtung g nach unten. Hierbei ist ein Fluidablaufspalt 61 (3) zwischen dem Standrohr 22 und der Entlüftuingsschnittstelle 28 beziehungsweise dem Entlüftungsrohr 53 vorgesehen. Aus dem Fluildablaufspalt 61 fließt das gereinigte Fluid F über einen nicht gezeigten Auslass des Filtertopfs 32 zu einem nicht gezeigten Verbrennungsmotor. Die Entlüftung des Filtermoduls 2A beziehungsweise der Aufnahmeabschnitte 47, 48 erfolgt mit Hilfe der Entlüftungseinheit 27. Die Entlüftung erfolgt dabei durch einen von der Entlüftungsschnittstelle 28 und dem Entlüftungsrohr 53 umschlossenen Entlüftungsspalt 62. Zwischen dem Aufnahmeabschnitt 47 des Filtertopfs 32 und dem Vorfilterelement 3 ist ein Rohfluidspalt 63 vorgesehen, in dem sich das noch ungefilterte Fluid F befindet.
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Zum Austausch des Filtermoduls 2A wird in einem ersten Schritt der Gehäusedeckel 33 von dem Filtertopf 32 entfernt. Die von den Eingriffsabschnitten 25, 26 und den Gegeneingriffsabschnitten 37 gebildete Bajonettverbindung zwischen dem Gehäusedeckel 33 und der zweiten Endscheibe 18 des Hauptfilterelements 4 ist geschlossen oder wird durch die Schraubbewegung des Gehäusedeckels 33 geschlossen. Das Filtermodul 2A wird durch die Schraubbewegung des Gehäusedeckels 33 als Ganzes axial entlang der Symmetrieachse 5 aus seiner in den 1 und 2 gezeigten Einbauposition bewegt. Bei der Schraubbewegung löst sich auch gleichzeitig das Standrohr 22 aus dem Aufnahmeabschnitt 52.
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Sobald das Dichtelement 20 des Hauptfilterelements 4 nicht mehr an der Dichtfläche 46 des Filtertopfs 32 anliegt, strömt das vorgefilterte Fluid F aus dem Aufnahmeabschnitt 48 in den Aufnahmeabschnitt 47. Dadurch, dass sich der Aufnahmeabschnitt 52 über den Boden 50 hinaus erstreckt, wird zuverlässig verhindert, dass verunreinigtes Fluid in den nicht gezeigten Auslass des Filtertopfs 32 gelangt.
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Die 5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer nicht erfindungsgemäßen Filteranordnung 1B. Die 6 zeigt eine schematische Schnittansicht eines nicht erfindungsgemäßen Filtermoduls 2B für die Filteranordnung 1 B.
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Das Filtermodul 2B gemäß der 6 unterscheidet sich von dem Filtermodul 2A gemäß der 4 nur dadurch, dass die erste Endscheibe 17 des Hauptfilterelements 4 kein Standrohr 22 aufweist, sondern dass ein Standrohr 64 (5) in Form eines separaten Bauteils vorgesehen ist. Das Standrohr 64 ist in eine topfförmige Hauptfilterschnittstelle 65 der ersten Endscheibe 17 des Hauptfilterelements 4 eingesteckt. Dabei ist an der Hauptfilterschnittstelle 65 ein Dichtelement 66 in Form eines O-Rings vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform der Filteranordnung 1B kann somit beim Austausch des Filtermoduls 2B das Standrohr 64 in dem Filtertopf 32 verbleiben.
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Bezugszeichenliste
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- 1A
- Filteranordnung
- 1B
- Filteranordnung
- 2A
- Filtermodul
- 2B
- Filtermodul
- 3
- Erstfilterelement / Vorfilterelement
- 4
- Zweitfilterelement / Hauptfilterelement
- 5
- Symmetrieachse
- 6
- Filtermedium
- 7
- Endscheibe
- 8
- Endscheibe
- 9
- Stützrohr
- 10
- Wasserabscheideeinheit
- 11
- Erstfilterschnittstelle / Vorfilterschnittstelle
- 12
- Wasserabscheideschnittstelle
- 13
- Dichtelement
- 14
- Verbindungsabschnitt
- 15
- Durchbruch
- 16
- Filtermedium
- 17
- Endscheibe
- 18
- Endscheibe
- 19
- Dichtflansch
- 20
- Dichtelement
- 21
- Verbindungsabschnitt
- 22
- Standrohr
- 23
- Zweitfilterschnittstelle / Hauptfilterschnittstelle
- 24
- Topfabschnitt
- 25
- Eingriffsabschnitt
- 26
- Eingriffsabschnitt
- 27
- Entlüftungseinheit
- 28
- Entlüftungsschnittstelle
- 29
- Dichtelement
- 30
- Stützrohr
- 31
- Filtergehäuse
- 32
- Filtertopf
- 33
- Gehäusedeckel
- 34
- Angriffsabschnitt
- 35
- Schraubverbindung
- 36
- Dichtelement
- 37
- Gegeneingriffsabschnitt
- 38
- Wassersammelraum
- 39
- Füllstandssensor
- 40
- Ablassventil
- 41
- Dichtelement
- 42
- Einlass
- 43
- Auslass
- 44
- Kraftstoffpumpe
- 45
- Einlass
- 46
- Dichtfläche
- 47
- Aufnahmeabschnitt
- 48
- Aufnahmeabschnitt
- 49
- Dichtfläche
- 50
- Boden
- 51
- Dichtfläche
- 52
- Aufnahmeabschnitt
- 53
- Entlüftungsrohr
- 54
- Verbindungsabschnitt
- 55
- Aufnahmeabschnitt
- 56
- Dichtelement
- 57
- Entlüftungsauslass
- 58
- Wasserablaufkanal
- 59
- Wasserablaufspalt
- 60
- Fluidablaufspalt
- 61
- Fluidablaufspalt
- 62
- Entlüftungsspalt
- 63
- Rohfluidspalt
- 64
- Standrohr
- 65
- Hauptfilterschnittstelle
- 66
- Dichtelement
- F
- Fluid
- g
- Schwerkraftrichtung
- R
- Radialrichtung
- RL
- Reinseite
- RO
- Rohseite
- W
- Wasser
