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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsfilter insbesondere für Öl, Kraftstoff oder Wasser, insbesondere einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Filtergehäuse, das wenigstens einen ersten Durchlass zum Einlass von Flüssigkeit und wenigstens einen zweiten Durchlass zum Auslass der Flüssigkeit aufweist und in dem ein Filterelement angeordnet ist, das den wenigstens einen ersten Durchlass von dem wenigstens einen zweiten Durchlass trennt und das ein Filtermedium aufweist, welches einen Elementinnenraum des Filterelements bezüglich einer gedachten Filterelementachse umfangsmäßig geschlossen umgibt, der mit dem einen wenigstens einen Durchlass verbunden ist, und das von einem Elementaußenraum umgeben ist, der mit dem anderen wenigstens einen Durchlass verbunden ist, und das zur Filtrierung von Flüssigkeit von bezüglich der Filterelementachse radial außen, vom Elementaußenraum, nach radial innen, zum Elementinnenraum, oder umgekehrt durchströmbar ist, und mit einem Additivbehälter für ein Additiv für die Flüssigkeit, welcher in dem Elementinnenraum angeordnet ist und der wenigstens eine Durchströmöffnung für Flüssigkeit aufweist, welche einen Behälterinnenraum des Additivbehälters mit wenigstens einem Bereich des Elementinnenraums außerhalb des Additivbehälters verbindet.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Filterelement eines Flüssigkeitsfilters insbesondere für Öl, Kraftstoff oder Wasser, insbesondere einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs, das in einem Filtergehäuse, das wenigstens einen ersten Durchlass zum Einlass der Flüssigkeit und wenigstens einen zweiten Durchlass zum Auslass der Flüssigkeit aufweist, so angeordnet werden kann, dass es den wenigstens einen ersten Durchlass von dem wenigstens einen zweiten Durchlass trennt, und das ein Filtermedium aufweist, welches einen Elementinnenraum des Filterelements bezüglich einer gedachten Filterelementachse umfangsmäßig geschlossen umgibt, der mit dem einen wenigstens einen Durchlass verbunden werden kann, und das zur Filtrierung von Flüssigkeit von bezüglich der Filterelementachse radial außen nach radial innen, zum Elementinnenraum, oder umgekehrt durchströmbar ist, und das einen Additivbehälter für ein Additiv für die Flüssigkeit aufweist, welcher in dem Elementinnenraum angeordnet ist und der wenigstens eine Durchströmöffnung für Flüssigkeit aufweist, welche einen Behälterinnenraum des Additivbehälters mit wenigstens einem Bereich des Elementinnenraums außerhalb des Additivbehälters verbindet.
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Stand der Technik
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Aus der
US 7,018,531 B2 ist ein Ölbehandlungsfilter für die Verwendung bei einer Brennkraftmaschine bekannt. Der Ölbehandlungsfilter weist ein mechanisches Filterelement und einen zentralen Additivbehälter auf zur allmählichen Abgabe eines Öladditivs. Der Additivbehälter enthält ein Ölbehandlungsmittel. Das Additiv kann als massiver Block in einer Speicherkammer des Additivbehälters bereitgestellt werden. Das Additiv kann auch in Form von Tabletten bereitgestellt sein. Die zentrale Anordnung des Additivbehälters ermöglicht eine Filtration der Flüssigkeit durch das mechanische Filterelement, bevor das Additiv zugegeben wird. So wird die Wahrscheinlichkeit verringert, dass Additiv nach seiner anfänglichen Zugabe verfrüht herausgefiltert wird. Der Additivbehälter verfügt über eine Öffnung, welche eine Fluidverbindung zwischen einer Speicherkammer im Additivbehälter und der Außenseite des Additivbehälters ermöglicht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitsfilter und ein Filterelement eines Flüssigkeitsfilters der eingangs genannten Art zu gestalten, bei dem der Additivbehälter das Filterelement, insbesondere das Filtermedium, zusätzlich mechanisch stützt und stabilisiert.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an einer bezüglich der Filterelementachse radial äußeren Umfangsseite des Additivbehälters wenigstens ein Distanzelement angeordnet ist, welches sich einerseits an der radial äußeren Umfangsseite des Additivbehälters abstützt und sich andererseits mit seiner der radial äußeren Umfangsseite des Additivbehälters abgewandten Seite an der dem Elementinnenraum zugewandten bezüglich der Filterelementachse radial inneren Umfangsseite des Filtermediums mittelbar oder unmittelbar abstützt.
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Erfindungsgemäß stützt sich also das Filtermedium mittels dem wenigstens einen Distanzelement gegen die Umfangsseite des Additivbehälters ab. Auf diese Weise stabilisiert der Additivbehälter zusätzlich das Filtermedium. Ferner wird der Additivbehälter durch das wenigstens eine Distanzelement im Elementinnenraum positioniert. Die Fertigung und die Montage des Filterelements kann durch das wenigstens eine Distanzelement vereinfacht werden. Die radial äußere Umfangsseite des Additivbehälters wird mit dem wenigstens einen Distanzelement auf Abstand zur radial inneren Umfangsseite des Filtermediums gehalten. Auf diese Weise wird zwischen dem Additivbehälter und dem Filtermedium ein Strömungsraum für die Flüssigkeit realisiert. Dieser Strömungsraum ist über die Durchströmöffnung mit dem Behälterinnenraum des Additivbehälters und mit der radial inneren Umfangsseite, welche abhängig von der Strömungsrichtung der Flüssigkeit durch das Filtermedium die Rohseite oder die Reinseite des Filtermediums darstellt, strömungstechnisch verbunden. Das wenigstens eine Distanzelement kann sich dabei unmittelbar an der radial inneren Umfangsseite des Filtermediums abstützen, sodass der Additivbehälter selbst zusätzlich die Funktion eines Stützrohrs übernehmen kann und auf ein separates Stützrohr verzichtet werden kann. Bei der Verwendung eines Stützrohrs zum Abstützen des Filtermediums, kann sich das wenigstens eine Distanzelement auch mittelbar über das Stützrohr an der inneren Umfangsseite des Filtermediums abstützen. Das Filtermedium kann vorteilhafterweise umfangsmäßig geschlossen zickzackförmig gefaltet sein. Durch die zickzackförmige Faltung kann eine im Verhältnis zu den Außenabmessungen des Filterelements große aktive Filtrationsfläche erreicht werden. Der wenigstens erste Durchlass kann wenigstens ein Einlass für die zu filtrierende und mit dem Additiv zu behandelnde Flüssigkeit sein. Der wenigstens zweite Durchlass kann wenigstens ein Auslass für die filtrierte und mit Additiv behandelte Flüssigkeit sein. Die gedachte Filterelementachse kann mit einer entsprechenden Symmetrieachse, einer Mittelachse und/oder einer Schwerpunktachse des Filterelements, des Filtergehäuses und/oder des Filtermediums zusammenfallen. Sie kann zusätzlich oder alternativ mit einer Achse des Filtergehäuses, insbesondere einer Einschraubachse einer Schraubverbindung zwischen dem Filtergehäuse und einem Filterkopf, zusammenfallen. Vorteilhafterweise kann das Filtermedium mit seiner inneren Umfangsseite einen Zylindermantel oder einen Kegelmantel aufspannen, dessen Höhenachse die gedachte Filterelementachse definieren kann. Unter einem Additivbehälter im Sinne der Erfindung wird vorzugsweise einer Art Gefäß verstanden, dessen Wandflächen und Bodenfläche größtenteils geschlossen ist. Öffnungen in den Wandflächen und der Bodenfläche sind dabei so klein, dass das im Additivbehälter enthaltene Additiv nicht durch sie hindurch aus dem Additivbehälter heraus gelangen kann. Der Additivbehälter ist daher, im Unterschied insbesondere zu einem gitterartigen oder gerüstartigen Additivträger auch geeignet, gelartige oder granulatartige Additive aufzunehmen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Distanzelement wenigstens eine Stützrippe aufweisen, die sich bezüglich der Filterelementachse wenigstens umfangsmäßig entlang wenigstens eines Teiles der radial äußeren Umfangsseite des Additivbehälters erstrecken kann. Die wenigstens eine Stützrippe kann einfach an der Außenseite des Additivbehälters angeordnet, insbesondere angeformt, angeklebt oder angeschweißt, sein. Sie kann einstückig mit der Umfangswand des Additivbehälters verbunden sein. Die umfangsmäßige Erstreckung der Stützrippe ermöglicht, dass sich die Abstützkräfte, welche zwischen der Umfangswand des Additivbehälters und der inneren Umfangsseite des Filtermediums wirken, gleichmäßig entlang der Umfangswand des Additivbehälters einwirken können. Ferner kann so die Positionierung des Additivbehälters in dem Elementinnenraum vereinfacht werden. Außerdem kann auf diese Weise die Stützfunktion auf das Filtermedium verbessert werden. Vorteilhafterweise kann sich die wenigstens eine Stützrippe zusätzlich zur umfangsmäßigen Erstreckung auch in axialer Richtung bezüglich der Filterelementachse erstrecken. Auf diese Weise kann die zur Abstützung aktive Oberfläche der Umfangswand des Additivbehälters vergrößert werden. Vorteilhafterweise kann sich die wenigstens eine Stützrippe auch im Wesentlichen in Umfangsrichtung erstrecken.
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Vorteilhafterweise kann sich die wenigstens eine Stützrippe entlang einer gedachten Schraubenlinie auf der radial äußeren Umfangsseite des Additivbehälters erstrecken. Auf diese Weise kann einfach die Oberfläche der Umfangswand des Additivbehälters, auf der eine Abstützung erfolgt, vergrößert werden. Es kann eine gleichmäßige Abstützung zwischen dem Additivbehälter und dem Filtermedium realisiert werden. Eine entlang der Schraubenlinie verlaufende Stützrippe kann einfach realisiert werden. Die schraubenförmige Anordnung der wenigstens einen Stützrippe kann darüber hinaus eine Strömung der Flüssigkeit in dem Strömungsraum zwischen der Umfangsseite des Additivbehälters und der inneren Umfangsseite des Filtermediums verbessern. So können die Filterfunktion und die Behandlung mit dem Additiv verbessert werden. Vorteilhafterweise können mehrere schraubenförmige Stützrippen parallel zueinander verlaufen. Jeweils zwei benachbarte Stützrippen können einen schraubenförmigen Strömungsraum begrenzen.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Distanzelement wenigstens eine Stützrippe aufweisen, die sich parallel oder schräg zu der Filterelementachse erstrecken kann. Gerade Stützrippen können einfach realisiert werden. Mit zur Filterelementachse parallelen Stützrippen kann ein Einbau des Additivbehälters in den Elementinnenraum vereinfacht werden.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Stützrippe wenigstens eine Unterbrechung aufweisen. Als Unterbrechung kann auch eine Lücke zwischen zwei zueinander fluchtenden Stützrippen betrachtet werden. Umgekehrt können auch zwei in ihrer Erstreckungsrichtung zueinander fluchtende Stützrippen als eine einzige Stützrippe mit einer Unterbrechung betrachtet werden. Durch die wenigstens eine Unterbrechung kann die Flüssigkeit hindurchströmen, sodass eine Verteilung und eine Strömung der Flüssigkeit in den Strömungsraum zwischen dem Additivbehälter und dem Filtermedium verbessert werden kann. So ist eine gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung entlang der Umfangsseite des Additivbehälters erzielbar. Über die wenigstens eine Durchströmöffnung kann so ein gleichmäßiger Kontakt zu dem Additiv und eine gleichmäßige Behandlung der Flüssigkeit mit Additiv ermöglicht werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die radial äußere Umfangsseite des Additivbehälters zylindrisch oder konisch sein und koaxial zu der Filterelementachse sein. Vorteilhafterweise kann auch die radial innere Umfangsseite des Filtermediums entsprechend zylindrisch oder konisch sein. Ein zylindrischer oder konischer Additivbehälter kann optimal an eine zylindrische oder konische Form des Elementinnenraums angepasst sein. Auf diese Weise kann eine radiale Ausdehnung des Strömungsraums zwischen dem Additivbehälter und der inneren Umfangsseite des Filtermediums in axialer Richtung und in Umfangsrichtung gleichmäßig sein. So kann die Flüssigkeitsströmung in diesem Strömungsraum verbessert werden. Dies kann sich günstig auf die Druckverhältnisse zwischen einer Reinseite und einer Rohseite des Filtermediums auswirken. Die Filtrationswirkung kann so verbessert werden. Ferner kann die Standzeit des Filterelements beziehungsweise des Flüssigkeitsfilters verlängert werden.
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Vorteilhafterweise kann das Filtermedium umfangsmäßig zickzackförmig gefaltet sein und das wenigstens eine Distanzelement kann sich umfangsmäßig über wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei, Faltkanten erstrecken, die die radial innere Umfangsseite des Filtermediums mit bilden. Mit der umfangsmäßigen Ausdehnung des Distanzelements über wenigstens zwei, vorzugsweise drei, Faltkanten kann verhindert werden, dass das wenigstens eine Distanzelement bei Ausführungsformen des Filterelements, bei denen das wenigstens eine Distanzelement unmittelbar an der inneren Umfangsseite des Filtermediums, also den dortigen Faltkanten, anliegt, zwischen zwei benachbarten Faltkanten eintaucht. So kann vermieden werden, dass ein zwischen zwei benachbarten Faltkanten eingetauchtes Distanzelement die benachbarten Faltkanten auseinanderdrückt und somit die Filtrationswirkung des Filtermediums beeinträchtigt. Es kann eine gleichmäßige Abstützung an den radial inneren Faltkanten des Filtermediums realisiert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann sich das wenigstens Distanzelement an einer radial inneren Umfangsseite eines Stützrohrs des Filterelements abstützen, welches im Elementinnenraum angeordnet sein kann und an dessen radial äußeren Umfangsseite sich die radial innere Umfangsseite des Filtermediums mittelbar oder unmittelbar abstützen kann. Mit dem Stützrohr kann das Filtermedium abgestützt werden, um dessen Form zu stabilisieren. Das Filterelement mit dem Filtermedium und dem Stützrohr kann auch vorgefertigt sein und der Additivbehälter kann einfach in einem späteren Montageschritt in den Elementinnenraum eingebaut werden. Der Additivbehälter kann sich mit dem wenigstens einen Distanzelement stabil an der inneren Umfangsseite des Stützrohrs, also mittelbar an der inneren Umfangsseite des Filtermediums, abstützen. Der Additivbehälter kann so einfach im Innenraum des Stützrohrs positioniert werden. Vorteilhafterweise kann der Additivbehälter koaxial zum Stützrohr angeordnet sein. So kann der Additivbehälter auch ohne dass zusätzliche Positionselemente erforderlich sind einfach in den Elementinnenraum eingesteckt werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Additivbehälter wenigstens an einer Stirnseite mit einem Endkörper, insbesondere einer Endscheibe, des Filterelements verbunden, insbesondere verklebt oder verschweißt, sein, der seinerseits mit einer Stirnseite des Filtermediums verbunden, insbesondere verklebt oder verschweißt, sein kann. Die Stabilität der Verbindung zwischen dem Additivbehälter und dem Filtermedium kann so zusätzlich verbessert werden. Dies kann sich positiv auf die Stabilität des gesamten Filterelements auswirken. Eine Klebeverbindung oder einer Schweißverbindung kann einfach realisiert werden. Mit einer Klebeverbindung oder einer Schweißverbindung kann darüber hinaus auch eine Dichtfunktion realisiert werden. Der Endkörper, insbesondere die Endscheibe, kann das Filtermedium zusätzlich an dessen Stirnseite stabilisieren. Außerdem kann der Endkörper das Filtermedium an dessen Stirnseite dicht abschließen, so dass dort keine Flüssigkeit in den Elementinnenraum oder aus diesem heraus gelangen kann.
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Die technische Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß durch das Filterelement dadurch gelöst, dass an einer bezüglich der Filterelementachse radial äußeren Umfangsseite des Additivbehälters wenigstens ein Distanzelement angeordnet ist, welches sich einerseits an der radial äußeren Umfangsseite des Additivbehälters abstützt und sich andererseits mit seiner der radial äußeren Umfangsseite des Additivbehälters abgewandten Seite an der dem Elementinnenraum zugewandten, bezüglich der Filterelementachse radial inneren, Umfangsseite des Filtermediums mittelbar oder unmittelbar abstützt. Die oben in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilter aufgezeigten Vorteile und Merkmale gelten für das erfindungsgemäße Filterelement und dessen vorteilhafte Ausgestaltungen 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 Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
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1 einen Halbschnitt eines Wechselfilters für Motoröl einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Filterelement, in dessen Elementinnenraum ein Additivbehälter gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet ist, der sich mit schraubenförmig verlaufenden Stützrippen an einer inneren Umfangsseite eines Stützrohrs des Filterelements abstützt;
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2 eine isometrische Darstellung des Additivbehälters des Wechselfilters aus der 1;
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3 eine isometrische Darstellung eines Additivbehälters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welcher zu dem Additivbehälter aus den 1 und 2 ähnlich ist und der bei dem Wechselfilter aus der 1 verwendet werden kann.
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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 der 1 ist ein Wechselfilter 10 für Motoröl in einem längsseitigen Halbschnitt gezeigt. Der Wechselfilter 10 ist an einem in der 1 nicht gezeigten Filterkopf einer Filtereinrichtung einer hier nicht weiter interessierenden Motorölleitung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs angeschraubt.
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Der Wechselfilter 10 verfügt über ein Filtergehäuse 12 mit einem Topf 14 und einem Deckel 16. Der Topf 14 ist über eine flüssigkeitsdichte Bördelverbindung mit dem Deckel 16 verbunden. Im Bereich der Bördelverbindung ist in einer Sicke eine Dichtung 18 angeordnet.
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In dem Deckel 16 sind mehrere Einlassöffnungen 20 verteilt angeordnet, durch welche das zu reinigende Motoröl in den Wechselfilter 10 einströmen kann. Weiterhin verfügt der Deckel 16 über einen zentral angeordneten Deckelauslass 22, welcher ein Innengewinde zur Befestigung des Wechselfilters 10 an einem Außengewinde eines zylindrischen Anschlussstutzens des Filterkopfs aufweist. Der Deckelauslass 22 und der Anschlussstutzen sind koaxial zu einer gedachten Achse 24 des Wechselfilters 10. Im dargestellten Ausführungsbeispiel fällt die Achse 24 mit einer Einschraubachse des Wechselfilters 10 zusammen, um die das Filtergehäuse 12 auf den Anschlussstutzen des Filterkopfs geschraubt ist. Wenn im Folgenden von ”axial”, ”radial” oder ”umfangsmäßig” die Rede ist, so bezieht sich dies, wenn nicht anders erwähnt, auf die Achse 24.
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Im Inneren des Filtergehäuses 12 ist ein Filterelement 26 angeordnet. Das Filterelement 26 trennt die Einlassöffnungen 20 dichtend von dem Deckelauslass 22. Das Filterelement 26 verfügt hierzu über ein Filtermedium 28, welches umfangsmäßig zickzackförmig gefaltet und sternförmig geschlossen ist. Das Filtermedium 28 begrenzt einen radial inneren Elementinnenraum 30 des Filterelements 26 auf einer Reinseite des Filterelements 26. Die radial innere Umfangsseite des Filtermediums 28 und damit der Elementinnenraum 30 sind im Wesentlichen zylindrisch. Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel fallen eine Filtermediumsachse des Filtermediums 28 und eine Achse des Filterelements 26 mit der Achse 24 zusammen.
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An den Stirnseiten des Filtermediums 28 sind eine Bodenendscheibe 32 und eine Anschlussendscheibe 34 befestigt. Die Bodenendscheibe 32 und die Anschlussendscheibe 34 sind vorzugsweise aus Kunststoff. Die Bodenendscheibe 32 verschließt den Elementinnenraum 30 auf der dem Boden des Topfes 14 zugewandten Stirnseite des Filterelements 26, in der 1 unten. Die Bodenendscheibe 32 ist über Stützelemente 36 gegen den Boden des Topfes 14 abgestützt.
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Die Anschlussendscheibe 34 ist im Wesentlichen als Ringscheibe ausgebildet, deren radial innerer Abschnitt in Form eines Stutzens vom Elementinnenraum 30 weg gebogen ist. Eine zentrale Öffnung der Anschlussendscheibe 34 bildet einen zum Deckelauslass 22 koaxialen Elementauslass 38, durch den bei montiertem Wechselfilter 10 der Anschlussstutzen des Filterkopfs hindurchführt. Der Elementauslass 38 ist dicht mit dem Anschlussstutzen verbunden. Auf diese Weise wird der reinseitige Elementinnenraum 30 des Filterelements 26 von einer Rohseite 40 des Filtermediums 28 getrennt. Auf der Rohseite 40 befindet sich ein Ringraum 42, der das Filtermedium 28 radial außen umgibt.
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Zwischen der Bodenendscheibe 32 und der Anschlussendscheibe 34 erstreckt sich im Elementinnenraum 30 ein zur Achse 24 koaxiales Stützrohr 44. Das Stützrohr 44 ist vorzugsweise aus Kunststoff. Das Stützrohr 44 ist jeweils mit der Bodenendscheibe 32 und der Anschlussendscheibe 34 fest verbunden, vorzugsweise verklebt oder verschweißt. Die radial innere Umfangsseite des Filtermediums 28 liegt unmittelbar an der radial äußeren Umfangseite des Stützrohrs 44 an. Das Stützrohr 44 verfügt in seiner Umfangswand über eine Vielzahl von Durchlassöffnungen 46 für das filtrierte Motoröl. Der Innendurchmesser des Stützrohrs 44 ist größer als der Außendurchmesser des Elementauslasses 38.
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In dem Elementinnenraum 30 ist ferner ein in der 2 im Detail gezeigter Additivbehälter 48 angeordnet. Der Additivbehälter 48 enthält ein Additiv zur Behandlung des Motoröls. Das Additiv ist der besseren Übersichtlichkeit wegen in der 1 nicht dargestellt. Das Additiv kann vorzugsweise als Gel vorliegen. Es kann aber auch als Granulat oder in Tablettenform vorliegen. Das Additiv wird beim Betrieb des Wechselfilters 10 allmählich an das den Wechselfilter 10 durchströmende Motoröl abgegeben.
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Der Additivbehälter 48 weist einen unteren zylinderförmigen Speicherabschnitt 50 auf, der koaxial zur Achse 24 ist. Mit einer in der 1 unteren Stirnseite stützt sich der dort offene Speicherabschnitt 50 dicht an der Bodenendscheibe 32 ab. Der Speicherabschnitt 50 bildet gemeinsam mit der Bodenendscheibe 32 ein nach unten und umfangsmäßig im Wesentlichen geschlossenes Gefäß. Dieses Gefäß ist auch zur Aufnahme von fließfähigem oder granulatartigem Additiv geeignet. Auf der der Anschlussendscheibe 34 zugewandten Seite geht der Speicherabschnitt 50 einstückig in ein Stützkreuz 52 über. Auf der der Anschlussendscheibe 34 zugewandten Seite stützt sich das Stützkreuz 52 an der dem Elementinnenraum 30 zugewandten Innenseite der Anschlussendscheibe 34 in axialer Richtung ab. Der Additivbehälter 48 ist so insgesamt zwischen der Anschlussendscheibe 34 und der Bodenendscheibe 32 in axialer Richtung fixiert. Das Stützkreuz 52 besteht aus vier kreuzförmig angeordneten Platten 54, die sich jeweils radial und axial zur Achse 24 erstrecken. Die Platten 54 treffen sich in der Achse 24 und sind dort einstückig miteinander verbunden.
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Der Speicherabschnitt 50 weist auf seiner dem Stützkreuz 52 zugewandten Stirnseite eine Öffnung auf, die durch die Platten 54 in vier gleiche Öffnungssegmente 56 unterteilt wird. Die Öffnungssegmente 56 sind unter anderem in der 2 gezeigt. In der Umfangsseite des Speicherabschnitts 50 ist eine Mehrzahl von Durchlassöffnungen 58 für Motoröl in Umfangsrichtung und in axialer Richtung verteilt angeordnet. Die Durchmesser der Durchlassöffnungen 58 sind klein im Verhältnis zu der Gesamtfläche der Umfangsseite des Speicherabschnitts 50. Sie sind so dimensioniert, dass das Additiv nicht durch sie hindurch aus dem Additivbehälter 48 in den diesen umgebenden Elementinnenraum 30 gelangen kann. Die Durchmesser der Durchlassöffnungen 58 und/oder deren Gesamtfläche können zur Einstellung einer Abgabemenge von Additiv pro Durchflussmenge an Motoröl vorgegeben werden.
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An der radial äußeren Umfangsseite des Speicherabschnitts 50 ist eine Mehrzahl von Stützrippen 60 angeordnet. Die Stützrippen 60 sind jeweils einstückig mit einer Umfangswand des Speicherabschnitts 50 verbunden. Die Stützrippen 60 sind schräg nach unten zur Bodenendscheibe 32 hingebogen. Die Stützrippen 60 verlaufen jeweils schraubenförmig um die Achse 24. Die Stützrippen 60 verlaufen parallel zueinander. Sie erstrecken sich in axialer Richtung über den gesamten Speicherabschnitt 50. In radialer Richtung erstrecken sich die Stützrippen 60 jeweils bis zur radial inneren Umfangsseite des Stützrohrs 44. Die Stützrippen 60 stützen sich auf der der äußeren Umfangsseite des Speicherabschnitts 50 des Additivbehälters 48 abgewandten Seite mittelbar über das Stützrohr 44 an der radial inneren Umfangsseite des Filtermediums 28 ab. Der Additivbehälter 48 stützt so das Filtermedium 28 über die Stützrippen 60 und das Stützrohr 44 ab und stabilisiert das Filterelement 26. Ferner positionieren die Stützrippen 60 den Additivbehälter 48 im Elementinnenraum 30.
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Jede der Stützrippen 60 weist eine Mehrzahl von Unterbrechungen 62 auf. Die Unterbrechungen 62 befinden sich jeweils im Bereich einer der Durchlassöffnungen 58. Durch die Unterbrechungen 62 sind schraubenförmige Strömungsräume 64, die sich jeweils zwischen zwei benachbarten Stützrippen 60 erstrecken, miteinander verbunden.
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Die Bereiche jeder der Stützrippen 60 zwischen zwei Unterbrechungen 62 erstrecken sich jeweils umfangsmäßig über wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei, radial innere Faltkanten des zickzackförmig gefalteten Filtermediums 28. Auf diese Weise erfolgt eine gleichmäßige Abstützung des Additivbehälters 48 gegenüber dem Stützrohr 44 und dem Filtermedium 28.
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Beim Betrieb des Wechselfilters 10 wird Motoröl aus dem Motorölkreislauf durch die Einlassöffnungen 20 dem Ringraum 42 zugeführt. Das Motoröl durchströmt das Filtermedium 28 von dem Ringraum 42 radial außen zum Elementinnenraum 30 radial innen, in der 1 angedeutet durch einen Pfeil 66. Das gefilterte Motoröl durchströmt das Stützrohr 44 durch die Durchlassöffnung 46 und gelangt in die Strömungsräume 64 zwischen dem Speicherabschnitt 50 des Additivbehälters 48 und dem Stützrohr 44. Von dort gelangt ein Teil des filtrierten Motoröls durch die Durchlassöffnungen 58 in einen Behälterinnenraum 68 des Additivbehälters 58. Das Motoröl tritt im Behälterinnenraum 68 in Kontakt mit dem dort vorhandenen Additiv, welches so allmählich an das Motoröl abgegeben wird. Das gefilterte und mit Additiv behandelte Motoröl gelangt an dem Stützkreuz 52 vorbei, mit dem die Strömung vergleichmäßigt wird. Das Motoröl strömt durch den Elementauslass 38 und den Deckelauslass 24, in der 1 angedeutet durch einen Pfeil 70, aus dem Wechselfilter 10 heraus in den Anschlussstutzen des Filterkopfs und von dort aus zurück in den Motorölkreislauf.
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In der 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Additivbehälters 148 gezeigt, welcher zu dem Additivbehälter 48 aus dem ersten Ausgangsbeispiel aus den 1 und 2 ähnlich ist. Diejenigen Elemente, die zur denen des ersten Ausführungsbeispiels ähnlich sind, sind mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass statt der schraubenförmig verlaufenden Stützrippen 60 eine Mehrzahl von Stützrippen 160 vorgesehen ist, die sich jeweils in axialer Richtung erstrecken. Die Stützrippen 160 sind in vier sich jeweils axial erstreckenden Gruppen mit jeweils fünf Stützrippen 160 angeordnet. Die Stützrippen 160 einer axialen Gruppe fluchten in axialer Richtung. Zwischen den benachbarten Stützrippen 160 einer axialen Gruppe befindet sich jeweils eine Unterbrechung 62. Man kann auch sagen, dass es sich bei jeder axialen Gruppe von Stützrippen 160 jeweils um eine einzige axiale Stützrippe handelt, die durch die vier Unterbrechungen 64 in vier Stützrippenteile 160 unterteilt ist. Die vier axialen Stützrippengruppen sind gleichmäßig verteilt an der radial äußeren Umfangseite des Speicherabschnitts 50 angeordnet.
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Des Weiteren verfügt beim zweiten Ausführungsbeispiel das Stützkreuz 152 über vier Stütznasen 172, die sich jeweils an den dem Speicherabschnitt 50 abgewandten freien Seiten der Platten 54 radial außen befinden und sich in axialer Richtung vom Speicherabschnitt 50 weg erstrecken. Beim zusammengebauten Wechselfilter 10 stützen sich die Stütznasen 172 an der Anschlussendscheibe 34 des Filterelements 26 ab. Die Stütznasen 172 wirken als weitere Distanzelemente, durch die ein Strömungsraum 174 realisiert wird, welcher die vier Volumenabschnitte zwischen den Platten 54 verbindet.
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Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen eines Wechselfilters 10 und eines Filterelements 26 sind unter anderem folgende Modifikationen möglich:
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf Wechselfilter 10 für Motoröl von Brennkraftmaschinen. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Flüssigkeitsfiltern, beispielsweise für Kraftstoff oder Wasser, eingesetzt werden. Die Erfindung kann auch außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik, beispielsweise bei Industriemotoren, verwendet werden.
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Anstelle des Wechselfilters 10 kann auch ein Filter mit einem öffenbaren Filtergehäuse verwendet werden, in dem das Filterelement 26 austauschbar angeordnet sein kann.
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Die Unterbrechungen 62 der Stützrippen 60 können sich statt im Bereich der Durchlassöffnungen 58 auch in entfernten Bereichen der Umfangswand des Speicherabschnitts 50 befinden.
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Zumindest beim ersten Ausführungsbeispiel aus den 1 und 2 kann auf das Stützrohr 44 verzichtet werden. In diesem Fall können sich die Stützrippen 60 unmittelbar an der inneren Umfangsseite des Filtermediums 28, also den dortigen radial inneren Faltkanten, abstützen.
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Beim ersten Ausführungsbeispiel kann statt der Mehrzahl von schraubenförmig verlaufenden Stützrippen 60 auch nur eine einzige schraubenförmig verlaufende Stützrippe vorgesehen sein.
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Beim zweiten Ausführungsbeispiel können die Stützrippen 160 statt in axialer Richtung auch schräg zur Achse 24 verlaufen.
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Statt der schraubenförmigen Stützrippen 60 und der axialen Stützrippen 160 können auch umfangsmäßig verlaufende Stützrippen vorgesehen sein.
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Auf das Stützkreuz 52 kann auch verzichtet werden. Stattdessen kann auch eine andere axiale Stützeinrichtung vorgesehen sein. Der Speicherabschnitt 50 kann sich auch in axialer Richtung bis zu der Anschlussendscheibe 34 erstrecken und sich dort abstützen. Vorteilhafterweise können dann in dem Bereich der Anschlussendscheibe 34 größere Durchlassöffnungen und/oder eine größere Anzahl von Durchlassöffnungen 58 im Speicherabschnitt 50 vorgesehen sein. Der Speicherabschnitt 50 kann auch nur zum Teil mit Additiv gefüllt sein.
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Der Speicherabschnitt 50 kann auch fest, beispielsweise durch Verklebung oder Verschweißung, mit der Bodenendscheibe 32 verbunden sein.
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Der Speicherabschnitt 50 kann zur Bodenendscheibe 32 hin auch ganz oder abschnittsweise offen sein.
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Die jeweiligen Achsen des Filterelements 26 und/oder des Filtermediums 28 und/oder des Additivbehälters 48; 148 und/oder die Einschraubachse und/oder die Achse 24 des Wechselfilters 10 müssen nicht alle zusammenfallen.
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Es kann auch nur eine Einlassöffnung 20 vorgesehen sein.
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Statt nur einem Deckelauslass 22 können auch mehrere Auslassöffnungen für das Motoröl vorgesehen sein.
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Das Filterelement 26 kann auch so ausgestaltet sein, dass das Filtermedium 28 statt von radial außen nach innen in umgekehrter Richtung, also von radial innen nach außen, durchströmbar ist. In diesem Fall können die Positionen der Einlassöffnungen 20 und des Deckelauslasses 22 entsprechend vertauscht sein.
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Statt mittels der Schraubverbindung kann der Wechselfilter 10 auch mittels einer andersartigen Verbindung, beispielsweise einer Bajonettverbindung, mit dem Filterkopf lösbar verbunden sein.
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Die Bodenendscheibe 32 und/oder die Anschlussendscheibe 34 und/oder das Stützrohr 44 können statt aus Kunststoff auch aus einem andersartigen Material, beispielsweise Metall, sein.
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Statt des zickzackförmig gefalteten Filtermediums 28 kann auch ein andersartiges, den Elementinnenraum 30 geschlossen umgebendes Filtermedium, beispielsweise ein gewickeltes Filtermedium, vorgesehen sein.
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Statt zylindrisch kann das Filtermedium 28 auch andersartig, beispielsweise konisch, sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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