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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Filterelement mit mindestens einer Öffnung zum Durchleiten eines zu filternden Fluids durch das Filterelement. Ferner betrifft die Erfindung einen Filter mit einem derartigen Filterelement.
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Filter der oben genannten Art finden insbesondere bei Kraftfahrzeugen Anwendung. Die Filter werden verwendet, um an einem Kraftstoff-Einspritzsystem des Kraftfahrzeugs den dem Motor des Kraftfahrzeug zugeführten Kraftstoff zu filtern und von unerwünschten Fremdstoffen und Wasser zu reinigen.
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Die Filter umfassen ein Filterelement, das oftmals in Form einer Filterpatrone ausgestaltet und in einem Filtergehäuse des Filters aufgenommen ist. Das Filtergehäuse ist in der Regel aus einem Gehäusebecher und einem Gehäusedeckel gebildet, an dem eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung zum Durchleiten eines Fluids, insbesondere in Gestalt des Kraftstoffs, vorgesehen sind.
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Die Filterelemente müssen sicherstellen, dass das damit gereinigte Fluid nicht verunreinigt ist. Insofern müssen sie auch sicherstellen, dass das Fluid nicht durch eine Verunreinigung belastet wird, die vom Filterelement selbst stammt, wie es z. B. vorkommen könnte, wenn das Filterelement während seiner Herstellung, Lagerung und Montage verunreinigt würde.
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Bekannte Filterelemente werden daher bei ihrer Herstellung in eine Hülle verpackt, in der sie dann bis zu ihrer Montage in einem zugehörigen Filter vor Verunreinigungen von außen geschützt bleiben. Es besteht aber dennoch die Gefahr, dass in ein solches Filterelement während seiner Montage in den Filter selbst eine Verunreinigung gelangt oder dass die Hülle beschädigt und dann das Filterelement durch Verunreinigung kontaminiert wird. Dies gilt insbesondere, weil derartige Filterelemente in einer ersten Fertigungslinie hergestellt und in der Regel erst in einer zweiten Fertigungslinie montiert werden. Ferner werden solche Filterelemente oft als Austauschteil in Werkstätten verbaut.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß ist ein Filterelement mit mindestens einer Öffnung zum Durchleiten eines zu filternden Fluids durch das Filterelement geschaffen, bei dem die Öffnung mit einer Verschlusseinrichtung versehen ist, welche die Öffnung im unverbauten Zustand des Filterelements verschließend und im verbauten Zustand des Filterelement freigebend gestaltet ist.
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Mit der erfindungsgemäßen Verschlusseinrichtung ist ein Filterelement an mindestens einer seiner Zugangsöffnungen derart geschützt, dass die Öffnung während des Transports und der Lagerung des Filterelements verschlossen ist und erst während des Verbauens bzw. der Montage des Filterelements in einen zugehörigen Filter freigegeben wird. Auf diese Weise ist erfindungsgemäß einerseits gewährleistet, dass in das Filterelement nicht unbeabsichtigt Fremdstoffe gelangen können, welche dieses kontaminieren würden und ferner ist sichergestellt, dass das Filterelement im verbauten Zustand offen und für zu reinigendes Fluid zugänglich ist.
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Erfindungsgemäß bevorzugt ist die Verschlusseinrichtung durch einen Vorgang des Montierens des Filterelements an bzw. in einem Filter selbsttätig vom Zustand der verschlossenen Öffnung in den Zustand der geöffneten Öffnung überführbar gestaltet. Mit der derartigen Weiterbildung ist erreicht, dass es zum Öffnen des erfindungsgemäßen Filterschutzes keines gesonderten Arbeitsschrittes bedarf. Das Filterelement wird vielmehr durch den Vorgang des Montierens des Filterelements in einen zugehörigen Filter selbst in den betriebsbereiten Zustand versetzt. Ferner ist auf diese Weise gewährleistet, dass die Öffnung am Filterelement nicht verfrüht freigegeben und damit die Gefahr einer Kontamination unbeabsichtigt herbeigeführt wird.
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Die Verschlusseinrichtung ist besonders bevorzugt mit einer aufbrechbaren Wand gestaltet. Eine derartige Wand kann in Form einer Berstscheibe bereitgestellt sein. Die Wand wird vorzugsweise mit der Herstellung des Filterelements selbst an diesem ausgebildet, wobei besonders bevorzugt als Herstellungsverfahren ein Spritzgießen der Wand aus Kunststoff gewählt wird.
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Ferner ist die Verschlusseinrichtung vorzugsweise mit einer Folie gestaltet. Eine solche Folie kann einerseits besonders leicht geöffnet werden, stellt aber andererseits einen ausreichenden Schutz vor Verunreinigung sicher, wobei anhand der Gestalt der Folie von einem Betrachter des Filterelements sofort erkannt werden kann, ob es zu einer Beschädigung und damit einem möglichen Eintrag von Verunreinigung in das Innere des Filterelements gekommen ist.
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Besonders bevorzugt ist die Verschlusseinrichtung mit einer Sollbruchstelle, insbesondere in Gestalt eines dünnerwandigen Abschnitts, gestaltet, der mittels eines Abschnitts eines zugehörigen Filtergehäuses zu öffnen ist. Die Sollbruchstelle kann mit einem besonders dünn gestalteten Wandabschnitt an dem Filterelement ausgebildet sein, welches dann mittels einer von einem zugehörigen Filtergehäuse ausgehenden Krafteinwirkung aufgebrochen werden kann. Für die Krafteinwirkung kann besonders bevorzugt jene Bewegung genutzt werden, welche das Filterelement bei seinem Einfügen bzw. Montieren in das Filtergehäuse erfährt. So kann dieses Montieren das Einsetzen des Filterelements in einen Gehäusebecher oder das Aufsetzten des Gehäusedeckels auf den Gehäusebecher mit seinem darin eingesetzten Filterelement umfassen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Filterelement ist vorzugsweise ein die Öffnung bereitstellender Rohrstutzen vorgesehen, in dem die Verschlusseinrichtung angeordnet ist. Der Rohrstutzen bieten zum einen eine vorteilhafte Anschlusssituation zum Ankoppeln des Filtergehäuses und/oder einer externen Anschlussleitung und bietet zum anderen eine definierte Koppelsituation, an der dann die zum Aufbrechen der Verschlusseinrichtung notwendige Kraft gezielt angreifen kann. Ferner ist die als aufbrechbare Wand gestaltete Verschlusseinrichtung in dem Rohrstutzen vorteilhaft gegen eine unbeabsichtigte Beschädigung geschützt.
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Der Rohrstutzen ist besonders bevorzugt mit einem Dichtelement zum Abdichten gegenüber einem Filtergehäuse ausgebildet. Der Rohrstutzen übernimmt so eine Doppelfunktion, indem er die erfindungsgemäße Verschlusseinrichtung aufnimmt und zugleich eine fluiddichte Ankopplung zu einem angrenzenden Bauteil herstellt.
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Die Erfindung sieht entsprechend ferner einen Filter mit einem derartigen Filterelement und einem Filtergehäuse vor, wobei an dem Filtergehäuse ein Abschnitt zum Öffnen der Verschlusseinrichtung während eines Montierens des Filterelements in bzw. an dem Filter vorgesehen ist.
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Der Abschnitt ist vorzugsweise als ein Dorn gestaltet, wobei ein solcher Dorn kostenneutral bei der Herstellung des Filtergehäuses mit ausgebildet werden kann und zugleich ein wirkungsvolles und funktionssicheres Bauteil zum Öffnen der erfindungsgemäßen Verschlusseinrichtung darstellt.
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Die Verschlusseinrichtung ist besonders bevorzugt mit einer aufbrechbaren Wand gestaltet, an der die Kraft zum Aufbrechen der Wand kleiner ist, als die zum Montieren des Filterelements in bzw. an dem Filter erforderliche Kraft ist. Für die erfindungsgemäße Funktion des Freigebens des Filterelements erst kurz bevor dieses seine Einbaulage erreicht hat, ist mit einer derartigen Weiterbildung kein gesonderter Kraftaufwand und auch keinerlei Anpassung der zugehörigen Fertigungseinrichtungen erforderlich.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
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1 einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Filterelements und
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2 die Ansicht gemäß 1 eines Filters mit einem darin eingesetzten Filterelement gemäß 1.
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In 1 ist ein Filterelement 10 veranschaulicht, das in Gestalt einer Filterpatrone ausgebildet ist und dabei einen zylinderförmigen Filterkörper 12 aus Flies oder Papier und zwei daran stirnseitig angeordnete Anschlussscheiben 14 und 16 umfasst. Von diesen Anschlussscheiben 14 und 16 ist die in Bezug auf 1 untere Anschlussscheibe 16 vollflächig geschlossen, wohingegen die obere Anschlussscheibe 14 einen dort zentral angeordneten Rohrstutzen 18 aufweist. Der Rohrstutzen 18 steht an der vom Filterkörper 12 abgewandten Seite der oberen Anschlussscheibe 14 von dieser senkrecht ab und weist in sich eine Öffnung 20 auf, die zum Abführen von Fluid in Gestalt von Kraftstoff aus einem Innenraum 22 des Filterkörpers 12 nach außen absteht. Der Rohrstutzen 18 weist dabei an seinem Außenumfang ein Dichtelement 24 in Form eines Dichtrings auf und in seinem Inneren eine Verschlusseinrichtung 26, mittels der die Öffnung 20 im in 1 dargestellten Transportzustand des Filterelements 10 verschlossen ist.
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Die Verschlusseinrichtung 26 ist in Form einer Folie bzw. dünnen Wandung gestaltet, die sich quer zur Längserstreckung des Rohrstutzens 18 erstreckt und dabei die gesamte Öffnung 20 überdeckt, diese Öffnung 20 also insgesamt verschließt. Auf diese Weise ist mit der Verschlusseinrichtung 26 sichergestellt, dass insbesondere während des Transports des Filterelements 10 von einer Fertigungsanlage zur nächsten nicht unerwünscht Schmutz oder Fremdstoffe in den Innenraum 22 gelangen können, wo sie dann nachfolgend während des Betriebs des zugehörigen Filters zu einer Verschmutzung oder Verunreinigung von Kraftstoff beitragen könnten, der durch das Filterelement 10 strömt.
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Die 2 zeigt das Filterelement 10 gemäß 1 im eingebauten Zustand. Dabei befindet sich das Filterelement 10 in einem zylindrischen Filtergehäuse 28, das als Hohlkörper ausgebildet ist und in seinem Inneren das Filterelement 10 aufnimmt. Der Hohlkörper ist vorzugsweise mit einem (nicht weiter im Detail veranschaulichten) Gehäusebecher und einem diesen verschließenden Gehäusedeckel gestaltet.
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Das Filtergehäuse 28 umfasst an seiner oberen Stirnseite 30 insbesondere zwei Anschlüsse 32 und 34 auf. Von diesen Anschlüssen 32 und 34 dient ein erster Anschluss 32 zum Einleiten von Kraftstoff ins Innere des Filtergehäuses 28 und an die Außenseite des Filterkörpers 12. Der zweite Anschluss 34 dient zum Ableiten des derart dem Filterelement 10 zugeführten Kraftstoffs aus dem Innenraum 22 des Filterelements 10 und durch den Rohrstutzen 18 heraus an die Außenseite des Filtergehäuses 28.
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Am Anschluss 34 ist dabei als Abschnitt 36 des Filtergehäuses 28 ein Dorn vorgesehen, der in Längsrichtung des Anschlusses 34 ausgerichtet ist und in das Innere des Filtergehäuses 28 derart hineinragt, dass er dort in den Rohrstutzen 18 gelangt, wenn das Filterelement 10 in das Filtergehäuse 28 montiert wird. Der Dorn sticht bei diesem Montagevorgang also in den Rohrstutzen 18 hinein. Bei diesem Einstechen in den Rohrstutzen 18 bricht der Dorn die Verschlusseinrichtung 26 auf und stellt in dieser einen Durchgang her, durch den dann Kraftstoff aus dem Innenraum 22 bis zum Anschluss 34 gelangen kann. Mit dem Einstechen wird insbesondere ein Abschnitt 38 der als Folie ausgebildeten Verschlusseinrichtung 26 fast vollumfänglich aufgeschnitten und in Richtung des Innenraums 22 umgeklappt. Der Abschnitt 38 steht dabei derart in Richtung des Rohrstutzens 18, dass er diesen nicht länger verschließt.
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Mit dem derart in das Filtergehäuse 28 montieren Filterelement 10 ist ein Filter 40 geschaffen, dessen Filterelement 10 während seines Transports vor Verunreinigung in seinem Inneren mittels der Verschlusseinrichtung 26 geschützt war, welches dann aber durch die Montage des Filterelements 10 in das Filtergehäuse 28 zugleich in betriebsbereiten Zustand versetzt wurde.
