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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Filter, insbesondere Wechselfilter, zur Filtrierung von Fluiden, insbesondere einer Brennkraftmaschine vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs, mit einem Filtergehäuse, das einen Gehäusetopf und einen Gehäusedeckel mit wenigstens einem Durchlass für das Fluid aufweist, und in dem ein Filterelement angeordnet ist.
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Die Erfindung betrifft außerdem einen Gehäusedeckel eines Filtergehäuses eines Filters, insbesondere Wechselfilters, zur Filtrierung von Fluiden, insbesondere einer Brennkraftmaschine vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs, der wenigstens einen Durchlass für das Fluid aufweist.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäusedeckels eines Filters, insbesondere Wechselfilter, zur Filtrierung von Fluiden, insbesondere einer Brennkraftmaschine vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs.
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Stand der Technik
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Vom Markt her bekannte austauschbare Wechselfilter werden in Ölkreisläufen von Brennkraftmaschinen zur Filtrierung von Motoröl eingesetzt. Bekannte Wechselfilter weisen ein Filtergehäuse auf, in dem ein insgesamt zylindrisches Filterelement mit einem zickzackförmig gefalteten Filterbalg angeordnet ist. Das Filtergehäuse umfasst einen kreiszylindrischen Gehäusetopf mit einem runden Gehäusedeckel. Der Gehäusedeckel fixiert das Filterelement im Gehäusetopf und dient gleichzeitig dem Anschluss des Wechselfilters an einen Filterkopf des Ölkreislaufs. Der Gehäusedeckel weist eine zentrische Gewindebohrung auf, in die ein Anschlussstutzen des Filterkopfs eingeschraubt werden kann. Der Anschlussstutzen umfasst einen Ölkanal zur Abführung des filtrierten Motoröls. Die Gewindebohrung ist zu einem Innenraum des Filterelements offen und dient als Auslassöffnung für das filtrierte Motoröl. Ferner weist der Gehäusedeckel eine Mehrzahl von Einlassöffnungen für zu filtrierendes Motoröl auf, die zwischen der Gewindebohrung und dem Rand des Gehäusedeckels verteilt angeordnet sind. Die Einlassöffnungen sind mit einem den Filterbalg umgebenden Einlassraum verbunden und kommunizieren mit entsprechenden Ölleitungen im Filterkopf. Zur Herstellung des der Gehäusedeckel in Form von Kreisscheiben aus einer Platte gestanzt, anschließend profiliert und mit den entsprechenden Öffnungen versehen. Beim Stanzen von mehreren Gehäusedeckeln aus einer Platte entsteht Stanzabfall, den es gilt möglichst gering zu halten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filter, einen Gehäusedeckel und ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäusedeckels der eingangs genannten Art auszugestalten, der/das möglichst einfach und materialsparend realisierbar ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Gehäusedeckel umfangsseitig gezackt ist und wenigstens ein freier Bereich zwischen zwei benachbarten Zacken des Gehäusedeckels den Durchlass bildet.
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Zacken im Sinne der Erfindung können an ihren freien Enden eckig oder abgerundet sein. Ebenso können die Übergänge zwischen den Zacken eckig oder abgerundet sein.
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Ein derartiger Filter kann eingesetzt werden zur Filtrierung von Fluiden, insbesondere Öl, Kraftstoff, Wasser oder Gas, vorzugsweise Luft, bei Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen oder Industriemotoren. Der Filter kann aber auch in der Wassertechnik verwendet werden.
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Erfindungsgemäß ist also ein sternförmiger Gehäusedeckel vorgesehen, der entlang seines Umfangs eine Mehrzahl von Zacken aufweist. Dies hat den Vorteil, dass bei der Herstellung das Material zwischen den Zacken eingespart wird. Die Durchlässe werden bei der Formgebung des Gehäusedeckels automatisch realisiert, ohne dass ein weiterer Arbeitsgang, insbesondere Bohren oder Stanzen, erforderlich ist. Diese Durchlässe können darüber hinaus größer als die Durchlassöffnungen bei herkömmlichen Gehäusedeckeln von aus dem Stand der Technik bekannten Wechselölfiltern ausgebildet sein, so dass auch der Druckabfall des Motoröls an den Durchlässen reduziert wird. Eine Mehrzahl von Gehäusedeckeln kann materialsparend aus einer Platte hergestellt werden, indem die Zacken der in der Platte benachbarten Gehäusedeckel ineinandergreifen. Auf diese Weise fällt weniger Abfall an, als bei der Herstellung der aus dem Stand der Technik bekannten Gehäusedeckel. Desweiteren bietet der sternförmige Gehäusedeckel eine kleinere Oberfläche, an der sich Schmutz ablagern kann, als aus dem Stand der Technik bekannte runde Gehäusedeckel.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Gehäusedeckel eine Anschlusseinrichtung, insbesondere eine vorzugsweise zentrische Öffnung mit einem Innengewinde, aufweisen zur Verbindung des Filters mit einer Anschlusseinheit, insbesondere einem Filterkopf, eines Filtersystems. Der Filter kann so einfach über den Gehäusedeckel mit einem systemfesten Anschluss, insbesondere einem Filterkopf, verbunden werden.
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Ferner kann vorteilhafterweise die Anschlusseinrichtung eine Öffnung für das Fluid aufweisen, so dass eine separate Öffnung hierzu nicht erforderlich ist. Dies verringert den Bauteil- und den Herstellungsaufwand.
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Vorteilhafterweise kann der Gehäusedeckel wenigstens eine Aufnahme, insbesondere eine Halteöffnung, für eine Haltelasche aufweisen zur Fixierung des Gehäusedeckels im oder am Gehäusetopf. Auf diese Weise kann der Gehäusedeckel fest an oder in dem Gehäusetopf fixiert werden. Die Aufnahme kann speziell auf ihre Haltefunktion optimiert sein. So genügt es, dass die Aufnahme so dimensioniert ist, dass sie die Haltelasche gerade aufnehmen kann. Auf diese Weise wird die Stabilität des Gehäusedeckels erhöht.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann eine Rücklaufsperrmembran an einer dem Gehäusedeckel zugewandten Endscheibe des Filterelements angeordnet, insbesondere aufgespritzt, sein, die radial gegen eine Umfangswand des Gehäusetopfs abdichtet. Am Gehäusedeckel ist so keine Rücklaufsperrmembran erforderlich. Die Rücklaufsperrmembranen an der Endscheibe kann außerdem mit geringem Materialaufwand realisiert werden. Insbesondere bei einer Endscheibe aus Kunststoff kann die Rücklaufsperrmembran einfach und stabil aufgespritzt werden.
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Vorteilhafterweise kann der Gehäusedeckel aus einem Rohkörper gestanzt sein. Das Stanzen erfolgt einfach und schnell in einem Arbeitsgang. Stanzwerkzeuge für sternförmige Gehäusedeckel können einfach realisiert werden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner durch den Gehäusedeckel gelöst, der umfangsseitig gezackt ist und wenigstens ein freier Bereich zwischen zwei benachbarten Zacken des Gehäusedeckels den Durchlass bildet. Alle oben erwähnten Vorteile des Filters gelten für den Gehäusedeckel entsprechend.
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Die Aufgabe wird außerdem herstellungstechnisch dadurch gelöst, dass eine Mehrzahl von umfangsseitig gezackten Gehäusedeckeln aus einem Rohkörper gestanzt wird, derart, dass die Zacken der im Rohkörper benachbarten Gehäusedeckel ineinandergreifen. Alle oben erwähnten Vorteile des Filters gelten für das Verfahren entsprechend.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird. 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. Es zeigen
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1 schematisch einen Halbschnitt eines Wechselfilters eines Ölkreislaufs einer Brennkraftmaschine, bei dem ein sternförmiger Gehäusedeckel über einen Verbindungsring mit einem Gehäusetopf verbunden ist;
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2 schematisch eine Detailansicht des Gehäusedeckels aus der 1 im dortigen Bereich II;
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3 schematisch eine Draufsicht auf den Gehäusedeckel mit dem Verbindungsring aus den 1 und 2 in einer Herstellungsphase vor dem Verbinden mit dem Gehäusetopf;
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4 schematisch eine Stanzanordnung für den Gehäusedeckel aus den 1 bis 3.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In 1 ist ein Wechselfilter 10 zur Filtrierung von Motoröl eines ansonsten nicht gezeigten Ölkreislaufs einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs im Halbschnitt dargestellt. Der Wechselfilter 10 kann an einen in den 1 bis 4 nicht gezeigten Filterkopf einer Schmierölleitung des Ölkreislaufs angeschraubt werden.
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Der Wechselfilter 10 ist insgesamt zu einer Symmetrieachse 12 symmetrisch.
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Der Wechselfilter 10 umfasst ein Filtergehäuse 14, das einen Gehäusetopf 16 und einen Gehäusedeckel 18 aufweist. Der Gehäusetopf 16 ist mit einem Verbindungsring 20 mit dem Gehäusedeckel 18 verbunden. Der in der 2 im Detail gezeigte Verbindungsring 20 ist über eine Bördelverbindung 22 am Gehäusetopf 16 befestigt. Der Gehäusetopf 16 verfügt über einen geschlossenen zylindrischen Umfangsbereich 24, welcher in einem dem Gehäusedeckel 18 gegenüberliegenden unteren Bereich des Gehäusetopfs 16 in einen Topfboden 26 übergeht. Der Verbindungsring 20 weist im Bereich der Bördelverbindung 22 eine Dichtungssicke 28 auf, in welcher eine Dichtung 30 angeordnet ist. Die Dichtung 30 kann an den Verbindungsring 20 anvulkanisiert sein.
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In der 3 ist der Gehäusedeckel 18 mit dem Verbindungsring 20 alleine in einer Draufsicht in einer Herstellungsphase vor dem Verbördeln mit dem Gehäusetopf 16 gezeigt. Der Gehäusetopf 16 ist hier nicht gezeigt. Der Gehäusedeckel 18 ist umfangsseitig gezackt. Er weist acht Zacken 32 auf, die im Wesentlichen gleiche Größe und Form haben und gleichmäßig über den Umfang verteilt sind. Die Zacken 32 sind an ihren freien Enden abgerundet. Ebenso sind die Übergänge zwischen benachbarten Zacken 32 abgerundet. Die freien Bereiche zwischen zwei benachbarten Zacken 32 bilden jeweils eine Einlassöffnung 34, durch welche das zu reinigende Motoröl in einen in den 1 und 2 gezeigten Eintrittsraum 36 des Wechselfilters 10 einströmen kann.
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Weiterhin verfügt der Gehäusedeckel 18 über einen zentral angeordneten Auslass 38 mit einer Öffnung für das Motoröl. Der Auslass 38 weist ein Innengewinde auf zur Befestigung des Wechselfilters 10 an einem nicht gezeigten Stutzen mit Außengewinde. Der Stutzen ist Teil des Filterkopfes.
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Der Gehäusedeckel 18 weist ferner vier Halteöffnungen 40 auf, die gleichmäßig verteilt jeweils in einem radial inneren Bereich einer der Zacken 32 angeordnet sind. In jede Halteöffnung 40 greift zur Fixierung des Gehäusedeckels 18 am Gehäusetopf 16 eine Haltelasche 42 des Verbindungsrings 20 ein. Die Haltelaschen 42 befinden sich radial innerhalb der Dichtungssicke 28 und sind in die Halteöffnungen 40 hinein gebogen.
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Im Inneren des Filtergehäuses 14 ist ein Filterelement 44 derart angeordnet, dass die Einlassöffnungen 34 dichtend von dem Auslass 38 getrennt sind. Das Filterelement 44 verfügt hierzu über ein Filtermedium 46, welches zickzackförmig gefaltet und sternförmig geschlossen ist. An den stirnseitigen Enden des Filtermediums 46 sind Endscheiben 48 und 50 angeordnet. Das Filterelement 44 wird mit dem Gehäusedeckel 18 im Filtergehäuse 14 gehalten.
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An der dem Gehäusedeckel 18 zugewandten Endscheibe 48 ist eine in der 1 gezeigte, umlaufende, die Umfangsseite der Endscheibe 48 in radialer Richtung überragende Rücklaufsperrmembran 52 aufgespritzt. Die Rücklaufsperrmembran 52 dichtet radial gegen die radial innere Seite des zylindrischen Umfangsbereichs 24 des Gehäusetopfs 16 ab. Die Rücklaufsperrmembran 52 ist so ausgestaltet, dass eine Strömung des zu filtrierenden Motoröls von dem Eintrittsraum 36 in einen das Filtermedium 46 umgebenen Ringraum 54 möglich ist, wohingegen ein Rücklauf des zu filtrierenden Motoröls aus dem Ringraum 54 in den Eintrittsraum 36 durch die Rücklaufsperrmembran 52 verhindert wird.
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Die dem Topfboden 26 zugewandte Endscheibe 50 ist über Federelemente 56 gegen den Topfboden 26 abgestützt.
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Im Betrieb des Wechselfilters 10 strömt das zu filtrierende Motoröl aus entsprechenden, in den 1 bis 3 nicht gezeigten, Zulaufkanälen des Filterkopfs durch die Einlassöffnungen 34 im Gehäusedeckel 18 in den Eintrittsraum 36. Von dort aus strömt das Motoröl in den Ringraum 54 auf der Rohseite des Filtermediums 46. Das zu filtrierende Motoröl durchströmt das Filtermedium 46 von außen nach innen, in der 1 angedeutet durch Pfeile 58. Das filtrierte Motoröl gelangt in einen Innenraum 60 auf der Reinseite des Filterelements 44. Das filtrierte Motoröl verlässt, in der 1 angedeutet durch einen Pfeil 62, den Innenraum 60 des Filterelements 44 durch einen nicht gezeigten Ablaufkanal im Stutzen des Filterkopfs.
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Zur Herstellung des Gehäusedeckels 18 wird eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung gezackten Gehäusedeckeln 18 aus einem Rohkörper in Form einer in der 4 gezeigten Platte 64 gestanzt. Das Stanzwerkzeug 66 dabei so ausgestaltet, dass die Zacken 32 der in der Platte 64 benachbarten Gehäusedeckel 18 ineinandergreifen. Auf diese Weise wird die Platte 64 optimal ausgenutzt und der Abfall beim Stanzen minimiert.
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Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen eines Wechselfilters 10 und eines Verfahrens zur Herstellung von Gehäusedeckeln 18 sind unter anderem folgende Modifikationen möglich:
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf einen Wechselfilter 10 zu Filtrierung von Motoröl in einem Ölkreislauf einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Filtern zur Filtrierung von andersartigen Fluiden, beispielsweise Kraftstoff, Wasser oder Gas, vorzugsweise Luft, eingesetzt werden. Die Erfindung kann auch bei Industriemotoren oder in der Wassertechnik Einsatz finden.
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Der Gehäusedeckel 18 kann in Umfangsrichtung auch mehr oder weniger als acht Zacken 32 aufweisen. Die Zacken 32 und die Eintrittsöffnungen 34 bildenden Zwischenräume können auch unterschiedliche Größe und/oder Form haben. Die Zacken 32 können auch unregelmäßig über den Umfang verteilt sein.
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Die Zacken 32 können an ihren freien Enden statt abgerundet auch eckig sein. Ebenso können die Übergänge zwischen benachbarter Zacken 32 anstatt abgerundet auch eckig sein.
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Die Strömungsrichtung des Motoröls kann auch umgekehrt sein. In diesem Fall erfüllen die Einlassöffnungen 34 die Funktion von Austrittsöffnungen und die die Öffnung des Auslasses 38 die Funktion einer Einlassöffnung.
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Anstelle des Auslasses 38 mit dem Innengewinde kann auch eine andersartige Anschlusseinrichtung vorgesehen sein. Die Anschlussfunktion kann auch von der Durchlassfunktion für das Motoröl getrennt sein.
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Statt des Filterkopfs kann auch eine andersartige Anschlusseinheit für den Wechselfilter 10 im Ölkreislauf vorgesehen sein.
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Anstelle der Halteöffnung 40 können auch andersartige Aufnahmen für die Haltelaschen 42 vorgesehen sein. Es können auch mehr oder weniger als vier Halteöffnungen 40 auch an anderen Stellen des Gehäusedeckels 18 angeordnet sein.
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Statt der Rücklaufsperrmembran 52 an der Endscheibe 48, kann auch eine Rücklaufsperrmembran am Gehäusedeckel 18 angeordnet sein.
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In bestimmten Fällen, beispielsweise wenn die Strömungsrichtung umgekehrt wird, und der Ringraum 54 die Reinseite bildet, kann unter Umständen auf die Rücklaufsperrmembran 52 verzichtet werden.
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Die Rücklaufsperrmembran 52 kann statt auf die Endscheibe 48 angespritzt auch in anderer Weise mit dieser verbunden sein. Beispielsweise kann die Rücklaufsperrmembran 52 auch angeklebt oder angeschweißt sein.
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Der Gehäusedeckel 18 kann statt aus der Platte 64 gestanzt auch geschnitten sein. Der Gehäusedeckel 18 kann auch in andersartiger Weise geformt, beispielsweise gespritzt oder gegossen, werden.
