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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filteranordnung mit einem Flüssigkeitsfilter und einem Filtergehäuse zum Halten und Umschließen des Flüssigkeitsfilters, wobei der Flüssigkeitsfilter ein zwischen zwei Endscheiben angeordnetes Filtermedium zum Filtern einer Flüssigkeit und eine in oder an einer Endscheibe angeordnete Entlüftungseinrichtung zum Durchlassen von angesammeltem Gas aufweist.
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Stand der Technik
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Bekannte Flüssigkeitsfilter umfassen häufig einen zylinderförmigen Endlos-Faltenbalg, der an der jeweiligen Stirnseite von Kunststoff-Endscheiben begrenzt ist. Beispielsweise sind Kraftstofffilter bekannt, bei denen Kraftstoff oder andere Betriebsmittel für Kraftfahrzeuge von außen durch das zickzackförmig gefaltete Filtermedium in den Innenraum des entsprechenden Filterelementes eindringt und als gefiltertes Fluid durch eine Ausströmöffnung in einer der Endscheiben entnommen wird.
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Häufig gelangt bei einer Flüssigkeitszuführung von beispielsweise Kraftstoff in ein Filtergehäuse Luft oder andere Gase, die zur Entlüftung abgeführt werden müssen, um eine effiziente Filterung zu vollziehen. Aus der
DE 195 19 352 C2 ist eine Filteranordnung bekannt, bei der eine Entlüftung über eine einfache Bohrung in einer Endscheibe eines Filterelements aus zwei Endscheiben und dazwischen befestigtem, zickzackförmig gefaltetem Filtermedium vorgeschlagen wird. Die im Filter vorhandene Luft wird dann von nachströmender Flüssigkeit verdrängt und strömt durch die vorgeschlagene Bohrung aus.
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In der
EP 1 356 199 B1 ist eine ähnliche Filteranordnung beschrieben, bei der anstelle von einer Bohrung zwei Entlüftungsdüsen hintereinander in Strömungsrichtung der Luft vorgesehen sind. Gemäß der
EP 1 356 199 B1 soll durch mehrere in Serie vorgesehene Entlüftungsdüsen ein vergrößerter Durchströmwiderstand erzielt werden.
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Die
DE4219966 C2 beschreibt einen weitgehend rotationssymmetrisch aufgebauten Filter für Fluide mit einem zentralen Einlassstutzen in einem ersten Gehäuseteil und einem zentralen Auslassstutzen in einem zweiten Gehäuseteil, die unter randseitiger Abdichtung ein hydrophiles Flachfilter und ein hydrophobes Flachfilter vom hydrophilen Flachfilter beabstandet zwischen sich einschließen, wobei das hydrophobe Flachfilter als Ringfilter um die innere Öffnung des Einlassstutzens herum angeordnet ist und mehrere nach außen führende Entgasungsöffnungen im ersten Gehäuseteil abdeckt. Weiterer Stand der Technik ist aus der
DE 20 2005 014 451 U1 bekannt.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative oder verbesserte Filteranordnung bereitzustellen.
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Demgemäß wird eine Filteranordnung mit einem Flüssigkeitsfilter mit einem zwischen zwei Endscheiben angeordneten Filtermedium zum Filtern einer Flüssigkeit und einer in oder an einer der Endscheiben angeordneten Entlüftungseinrichtung zum Durchlassen von angesammeltem Gas insbesondere in einem Rohfluidbereich vorgeschlagen. Dabei umfasst die Entlüftungseinrichtung ein von einem Halteelement gehaltenes, flächiges gasdurchlässiges Material zum Erzeugen eines Druckabfalls insbesondere bezüglich des Rohfluidbereichs.
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Der Flüssigkeitsfilter ist beispielsweise für Kraftstoffe, Schmierstoffe, Harnstofflösung oder dergleichen im Kfz- oder Maschinenbereich vorgesehen. Der Flüssigkeitsfilter kann ein Wechselfilter darstellen.
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Bei dem Flüssigkeitsfilter sind keine Bohrungen als Durchflussbegrenzung und damit vorgegebenen Durchströmwiderständen vorgesehen, sondern ein flächiges, gasdurchlässiges Material. Das flächige gasdurchlässige Material kann an den Einsatz und die Umgebungsparameter angepasste Eigenschaften hinsichtlich eines Durchströmwiderstandes oder Durchflusswiderstandes gewählt werden. Insofern kann der vorgeschlagene Flüssigkeitsfilter leicht an verschiedene Einsatzumgebungen angepasst werden.
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Das flächige gasdurchlässige Material ist zum Beispiel zumindest teilweise aus einem Gewebe, einem Gelege und/oder einem Vliesmaterial gebildet. Dabei können Kunststoffmaterialien bzw. Fasern, die zu entsprechenden Geweben oder Gelegen geformt werden, eingesetzt sein. Vorzugsweise ist das gasdurchlässige Material Kfz-Betriebsmittelbeständig. Beispielsweise kann auch flächiges Filtermedium, welches zwischen den zwei Endscheiben angeordnet ist, in abgewandelter Form in der Entlüftungseinrichtung eingesetzt werden. Vorzugsweise ist das flächige und gasdurchlässige Material insbesondere kraftstoffbeständig.
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In einer Ausführungsform des Flüssigkeitsfilters umfasst das Halteelement eine Kappe oder Haube mit mehreren Öffnungen, welche von dem flächigen gasdurchlässigen Material bedeckt sind. Insofern können mehrere Öffnungen in dem Halteelement, welches beispielsweise kuppelförmig ausgebildet ist und Öffnungen oder Aussparungen aufweist, vorgesehen sein, wobei die Luft und potenziell zu filternde Flüssigkeit, die mitgerissen wird, parallel durch die Öffnungen und das flächige Material strömt. Das flächige gasdurchlässige Material ist zum Beispiel in der Art eines Strumpfes über eine Kuppel des Halteelementes gezogen und verspannt. Es ist denkbar, dass die Kappe oder Haube als Halteelement mit Hilfe eines Klemmschlusses oder mit Rastmitteln in einer Öffnung der Endscheibe befestigt ist. Dann ist beispielsweise ein Teilbereich des gasdurchlässigen Materials zwischen der Kappe oder Haube und einer Öffnung der Endscheibe befestigt und gehalten.
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Im Falle der erfindungsgemäßen Filteranordnung mit einem entsprechenden Flüssigkeitsfilter, der ein zwischen zwei Endscheiben angeordnetes Filtermedium zum Filtern einer Flüssigkeit und eine in oder an einer Endscheibe angeordnete Entlüftungseinrichtung zum Durchlassen von angesammeltem Gas aufweist, hat die Entlüftungseinrichtung ein von einem Halteelement gehaltenes, flächiges gasdurchlässiges Material, und die Filterranordnung umfasst ferner ein Filtergehäuse zum Halten und Umschließen des Flüssigkeitsfilters derart, dass zu filterndes Fluid im Wesentlichen radial von einem Rohfluidbereich durch das Filtermedium in einen Reinfluidbereich tritt. Ein Entlüftungsrohr koppelt reinfluidseitig an die Entlüftungseinrichtung.
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Es ergibt sich somit ein Rohfluidbereich zwischen einer Gehäusewand und dem beispielsweise hohlzylinderförmigen Flüssigkeitsfilter mit einem Endlosfaltenbalg aus Filtermedium zwischen den beiden Endscheiben. Die beim Füllen des Rohfluidbereichs vorliegende Luft oder Gas kann dann durch die Entlüftungseinrichtung aus dem Rohfluidbereich in das Entlüftungsrohr treten und beispielsweise in einen Tank zurückgeleitet werden.
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Bei einer Ausführungsform der Filteranordnung ist die Endscheibe des Flüssigkeitsfilters, die an oder in der die Entlüftungseinrichtung angeordnet ist, mit Hilfe von Rastmitteln an dem Gehäuse befestigt. Vorzugsweise drückt dann das Entlüftungsrohr von einem Innenraum des Flüssigkeitsfilters her die Endscheibe axial gegen das Gehäuse. Insbesondere sind der Flüssigkeitsfilter und/oder das Gehäuse zylinderförmig ausgestaltet und zumindest teilweise rotationssymmetrisch. Das Gehäuse kann mehrteilig beispielsweise in der Art eines Topfes und eines Deckels ausgeführt sein.
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Bei Ausführungsformen der Filteranordnung umfasst eine Endscheibe eine Austrittsöffnung, welche mit Hilfe einer radialen Dichtung an einen Austrittsstutzen des Gehäuses koppelt. Der Austrittsstutzen verbindet beispielsweise den Innenraum des Flüssigkeitsfilters und/oder das Entlüftungsrohr mit entsprechenden äußeren Anschlüssen oder Rohren für das Roh- und/oder Reinfluid.
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In weiteren Ausführungsformen der Filteranordnung ist ein Abschnitt des flächigen gasdurchlässigen Materials dichtend zwischen einem Kopfende des Entlüftungsrohres und einem Anlageabschnitt der Endscheibe angeordnet. Beispielsweise ist das gasdurchlässige Material in der Art eines Gewebes oder Vlieses über ein hauben- oder kuppelförmiges, mit Löchern versehenes Halteelement gespannt. Durch Verdichten des gasdurchlässigen flächigen Materials kann eine zusätzliche Dichtung zwischen dem Kopfende des Entlüftungsrohres und dem Anlageabschnitt der Endscheibe erzielt werden.
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In Ausführungsform der Filteranordnung hat das Entlüftungsrohr distal von der Entlüftungseinrichtung eine Querschnittswand, welche eine Bohrung umfasst.
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Somit ergibt sich ein Volumen zwischen der Querschnittswand und der Entlüftungseinrichtung, wobei durch Wahl des Bohrungsquerschnitts die Luftausströmung zur Entlüftung an eine jeweilige Umgebungssituation angepasst werden kann.
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Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen dabei:
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1: eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines Flüssigkeitsfilters;
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2: ein Schnitt in perspektivischer Ansicht der Ausführungsform eines Flüssigkeitsfilters gemäß 1;
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3: eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer Filteranordnung mit einem Flüssigkeitsfilter gemäß 1 und 2;
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4: eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer Entlüftungseinrichtung für einen Flüssigkeitsfilter gemäß 1 und 2;
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5: ein Schnitt in perspektivischer Ansicht der Entlüftungseinrichtung gemäß 4.
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In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In den Figuren sind Ausführungsformen eines Flüssigkeitsfilters sowie einer Filteranordnung mit einem Gehäuse und einem entsprechenden Flüssigkeitsfilter dargestellt.
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Die 1 und 2 zeigen Schnittansichten eines Flüssigkeitsfilters, der beispielsweise als Kraftstofffilter für ein Kfz eingerichtet ist. Zum Filtern einer Flüssigkeit, wie Benzin oder Dieselkraftstoff, sind zwischen zwei Endscheiben 2, 3, die fluiddicht ausgeführt sind, ein beispielsweise zickzackförmig als Endlosfaltenbalg ausgestaltetes Filtermedium 4 vorgesehen. Dabei sind die Stirnseiten des Filtermediums 4 mit den Endscheiben 2, 3 verklebt oder verschweißt.
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In der Orientierung der 1 und 2 ist die untere Endscheibe 3 mehrteilig ausgeführt. Dabei hat die Endscheibe 3 eine Öffnung 8, welche den Innenraum 7, der von dem Filtermedium 4 umschlossen ist, freigibt. In der 1 ist ferner die Längs- oder Symmetrieachse 5 des hohlzylinderförmig ausgebildeten Filterelements bzw. Flüssigkeitsfilters 1 angedeutet. An die eigentliche untere Endscheibe 3 ist ein Endscheibenring 11 mit einer Rastverbindung angeklipst. Darüber hinaus ist eine ringförmige Radialdichtung 9 an der unteren Endscheibenkonstruktion 3, 11 vorgesehen. Somit kann in die Öffnung 8 mit Hilfe der Dichtung 9 fluiddicht ein entsprechender Stutzen eines Gehäuses angekoppelt werden. Dies ist in der 3 im Folgenden näher erläutert.
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Die obere Endscheibe 2 ist mit einem ringförmigen, aber fluiddurchlässigen abstehenden Abschnitt 6 versehen, der eine Rastnase 12 umfasst. Der abstehende Endscheibenabschnitt 6 mit der Rastnase 12 dient zum Ankoppeln oder Anklipsen an entsprechende Gegenstücke in einem Filtergehäuse.
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An der Endscheibe 2 ist eine Entlüftungseinrichtung 13 angeordnet. Die Entlüftungseinrichtung 13 dient dazu, Gas, welches beim Befüllen einer Filteranordnung, wie sie im Folgenden in der 3 näher dargestellt ist, durch die Endscheibe 2 zu einem entsprechenden Entlüftungsrohr zu leiten. Dazu ist in der Mitte der Endscheibe 2 eine zylinderförmige Haltehülse 18 vorgesehen, in die ein kuppel- oder domförmiges Haltelement 17 für ein Gewebe, Gelege oder Vlies eingesetzt ist. Das Halteelement 17 hat dabei insbesondere unregelmäßige Öffnungen 16, beispielsweise schlitzförmige Einschnitte, die von dem flächigen Gewebe oder Vliesmaterial 14 überdeckt sind. Somit ergibt sich für Gase ein geringerer Durchströmwiderstand durch die Entlüftungseinrichtung 13 als für Flüssigkeiten, wie Kraftstoffe.
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Detaillierte Ausschnittdarstellungen von einer Endscheibe 2 und Ausführungsformen der Entlüftungseinrichtungen sind in den 4 und 5 näher dargestellt. Die Funktion der Entlüftungseinrichtung wird im Folgenden anhand der 3, die eine Filteranordnung zeigt, erläutert.
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Die Filteranordnung 10 der 3 umfasst dabei ein Filtergehäuse 26 zur Aufnahme eines Filterelements bzw. Flüssigkeitsfilters, wie es in den 1 und 2 dargestellt ist.
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Auf gleiche und bereits hinsichtlich der 1 und 2 beschriebene Bezugszeichen wird hier nicht näher eingegangen. Die obere Endscheibe 2 verrastet an entsprechenden Haltestegen 27 mit Rastnasen 28 an der Oberseite des Gehäuses 26. In der Orientierung der 3 von unten koppelt durch die Öffnung 8 des Flüssigkeitsfilters 1 ein Anschlussstutzen 36 fluiddicht an das Filterelement. Dabei umläuft die Radialdichtung 9 den Anschlussstutzen 36. Es ergibt sich somit ein Rohfluidbereich 29, der zwischen dem Filterelement 1 und der Wand des Gehäuses 26 vorliegt. Das Gehäuse 26 ist mit einem Rohfluideinlass versehen, durch den zu reinigendes Fluid, wie Kraftstoff 22, in den Rohfluidraum 29 einströmt. Beim Befüllen des Rohfluidraumes 29 wird Luft in der Orientierung der 3 nach oben hin verdrängt und muss aus dem Gehäuseinnenraum mit Hilfe der Entlüftungseinrichtung 13 abgeleitet werden. In dem Filterelement-Innenraum 7 ist ein Entlüftungsrohr 20 vorgesehen, das mit dem Kopfende 34 gegen eine Anlagefläche 35, die hinsichtlich ihrer Form an das Kopfende 34 angepasst ist, drückt.
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Um das Entlüftungsrohr 20 herum ergibt sich damit ein Reinfluidbereich, der durch geeignete Wände und Rohrkonfigurationen des Gehäuses mit einem Auslassrohr 32 kommunikativ verbunden ist. Der Auslassstutzen 36 hat dazu außen eine Auslassöffnung 31, an das das Auslassrohr 32 koppelt. Reinfluid 25 kann dort abgegriffen werden. Von dem Reinfluidbereich fluiddicht getrennt ist das Entlüftungsrohr 20, welches distal von der Entlüftungseinrichtung 13 eine Querschnittswand 37 umfasst. Die Querschnittswand 37 ist durch eine Bohrung 21 durchbrochen und schließt an ein Rückführrohr 33 an. Gelangt nun beim Befüllen der Filteranordnung 10 Luft in den oberen Bereich, tritt diese durch die Entlüftungseinrichtung 13, und dabei insbesondere durch die Öffnungen 16, welche mit einem Gewebematerial 14 überspannt sind, in das Entlüftungsrohr 20, und mitgerissenes Rohfluid, also insbesondere Kraftstoff, kann über das Rückfürhrroh 33 beispielsweise in den Tank zurückgeführt werden. Der Pfeil 24 deutet die Luftflüssigkeitsauslassströmung an.
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In den 4 und 5 erkennt man Details der Entlüftungseinrichtung, welche an bzw. in der oberen Endscheibe 2 vorgesehen ist. Dabei ist eine hülsenförmige Öffnung 18 aus dem Endscheibenmaterial gebildet. Es ergibt sich somit eine Wölbung 19, die in den hülsenförmigen Haltezylinder 18 übergeht. In den hülsenförmigen Haltezylinder 18 ist ein Halteelement 17, das kuppelförmig ausgebildet ist, eingesetzt. Das kuppelförmige Halteelement 17 kann auch als Haube oder Kappe bezeichnet sein. Die in der Haube oder Kappe vorgesehenen Öffnungen 16 sind von einem flächigen Material 14 bedeckt. Beispielsweise ist dazu ein Gewebe oder eine Membran eingesetzt. Das Gewebe 14 reicht über einen abgeschrägten ringförmigen Anlageflächenabschnitt 35 hinaus in Richtung zum Entlüftungsrohr 20. Beim Einsatz des Filterelementes in einem Filtergehäuse 26 drückt, wie es in der 3 dargestellt ist, die Kopfseite 34 des Entlüftungsrohres 20 gegen diese Anlagefläche 35, so dass dadurch komprimiertes Vlies oder Gewebe dichtend wirkt.
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Durch die Wahl der Anzahl und Geometrie der Öffnungen 16, welche mit einem Gewebe oder Vliesmaterial 14 als flächiges gasdurchlässiges Material eingesetzt wird, kann ein Druckabfall präzise eingestellt werden. Das flächige gasdurchlässige Material kann ferner eingerichtet sein, um Partikel zurückzuhalten. Insgesamt ergibt sich ein besonders leicht konfigurierbares Filterelement mit einer Entlüftungseinrichtung. Die Fixierung des flächigen gasdurchlässigen Materials kann durch einen Klemm- oder Haftschluss der Kappe oder Haube in der Haltehülse 18 erfolgen. Ferner kann eine zusätzliche Verklebung vorgesehen werden.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
