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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Filterelement mit einer Fixierungsanordnung, insbesondere zur Verwendung als Luftfilter einer Brennkraftmaschine, sowie ein Filtersystem zum Einbau eines solchen Filterelements.
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Stand der Technik
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Es ist bekannt, Luftfilter einzusetzen, um Verbrennungs-Ansaugluft für Brennkraftmaschinen bei Kraftfahrzeugen, z. B. Pkw, Nutzfahrzeugen, Arbeitsmaschinen, landwirtschaftlichen Fahrzeugen, aber auch stationären Generatoren und dergleichen, zu filtern. Solche Luftfilter umfassen im Allgemeinen ein Gehäuse, einen Lufteinlass und einen Luftauslass, wobei ein entfernbares und austauschbares Haupt-Filterelement in dem Gehäuse angeordnet ist. Das Gehäuse umfasst häufig eine Wartungs- oder Zugangsabdeckung für einen Zugang zu dem im Inneren aufgenommenen Filterelement im Wartungsfall. Hierzu kann das Filterelement demontiert werden und entweder durch ein fabrikneues Filterelement ersetzt, überholt und wieder eingesetzt werden, oder durch ein zuvor gebrauchtes, aber überholtes Filterelement ausgetauscht werden.
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Aus der
EP 1 163 039 81 ist ein Luftfiltersystem bekannt, welches aus einem zweiteiligen Gehäuse besteht, in dem ein Filterelement angeordnet ist, und welches über ein Zugankerprinzip fixiert und geschlossen wird. Das Filtersystem besteht aus einem topfförmigen Gehäuse, in das ein Rundfilterelement derart dichtend eingebaut ist, dass das zu reinigende Fluid den Filtereinsatz von einem Einlass zu einem Auslass hin durchströmt. Eine der Gehäuseschalen ist einteilig mit einem Stützrohr hergestellt, welches zur Aufnahme des Filterelements vorgesehen ist. Dieses Bauteil kann in einem Prozessschritt, zum Beispiel als Kunststoffteil durch Spritzgießen, hergestellt werden. Das Filterelement wird auf das Stützrohr in der ersten Gehäuseschale gesteckt, dann die zweite Gehäuseschale darübergelegt, wodurch das Filterelement in seinen Dichtsitz im Gehäuse sowie auf seinen Sitz auf dem Stützrohr gepresst wird. Danach werden das Gehäuse und das Filterelement durch eine Öffnung in der zweiten Gehäuseschale von außen verschraubt. Dabei wirkt das Stützrohr als Zuganker, der das ganze Filtersystem zusammenhält. Die Verschraubung durch die zweite Gehäuseschale muss dabei auch die zweite Gehäuseschale an der Verschraubungsöffnung abdichten.
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Üblicherweise werden die Filterelemente von Luftfiltern nach einer bestimmten Betriebszeit ausgetauscht. Je nach Staubanfall kann die Standzeit eines Luftfilters wenige Tage, etwa beim Einsatz in Baumaschinen, bis zu mehreren Monaten in weniger staubbelasteter Umgebung betragen.
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Insbesondere bei einem häufigen Austausch von Filterelementen ist die zuverlässige und prozesssichere Abdichtung des Filterelements in einem Gehäuse wichtig. Die Abdichtung soll temperaturbeständig und rütteltest ausgeführt sein. Auch an Anlagen oder Einrichtungen, die starken Schwingungen oder Erschütterungen ausgesetzt sind, muss die Abdichtung des Filterelements gewährleistet sein. Gleichzeitig soll aber das Filterelement selbst möglichst keine metallischen Elemente aufweisen, damit es problemlos thermisch entsorgt werden kann.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Filterelement mit einer zuverlässigen Abdichtung zwischen dem Bereich des ungefilterten und dem Bereich des gefilterten Fluids zu schaffen, das insbesondere bei Austausch des Filterelements im Wartungsfall eine sichere Montierbarkeit gewährleistet.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filtersystem zur Aufnahme eines solchen austauschbaren Filterelements mit einer zuverlässigen Abdichtung und sicheren Montierbarkeit zu schaffen.
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Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einem Filterelement, bei dem eine erste Endscheibe eine Fixierungsanordnung zur Fixierung des Filterelements in einem Gehäuse eines Filtersystems aufweist, wobei die Fixierungsanordnung ausgebildet ist, um mit wenigstens einem korrespondierenden Gegenelement im Gehäuse so zusammenzuwirken, dass beim Zusammenwirken des wenigstens einen korrespondierenden Gegenelements und der Fixierungsanordnung die Dichtungsanordnung in eine Betriebsposition im Gehäuse bringbar ist.
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Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird ein Filterelement vorgeschlagen, das einen Filterkörper mit einer Längsachse, der zwischen einer Reinseite und einer Rohseite des Filterelements angeordnet ist, sowie eine erste an einer Stirnseite des Filterkörpers angeordnete Endscheibe und eine zweite, an einer axial gegenüberliegenden Stirnseite angeordnete Endscheibe mit einer Dichtungsanordnung zum Dichten zwischen der Reinseite und der Rohseite umfasst. Dabei weist die erste Endscheibe eine Fixierungsanordnung zur Fixierung des Filterelements in einem Gehäuse eines Filtersystems auf, wobei die Fixierungsanordnung ausgebildet ist, um mit wenigstens einem korrespondierenden Gegenelement im Gehäuse so zusammenzuwirken, dass beim Zusammenwirken des wenigstens einen korrespondierenden Gegenelements und der Fixierungsanordnung die Dichtungsanordnung in eine Betriebsposition im Gehäuse bringbar ist.
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Die erfindungsgemäße Fixierungsanordnung, welche beispielsweise in Form einer Schraubkrone realisiert sein kann, weist den Vorteil auf, dass die Montage, aber auch die Demontage des Filterelements, insbesondere die Montage der Dichtungsanordnung in einen Presssitz im Gehäuse eines Filtersystems, mit einer axialen Kraft unterstützt erfolgen kann. Bei dieser Ausgestaltung ist beispielsweise ein Gewindeansatz zwischen Endscheibe und Filterelement auf beiden Seiten vorhanden, der die Drehbewegung des Filters in eine axiale Kraft umleitet. Zum einen kann so über ein Innengewinde der Fixierungsanordnung das Filterelement gegen das Gehäuse gezogen werden, zum anderen kann über ein Außengewinde der Fixierungsanordnung die Endscheibe des Filterelements gegen die Fixierungsanordnung gezogen werden und so die Umleitung der Drehbewegung der Fixierungsanordnung in eine axiale Kraft zum Einpressen des Filterelements günstig verbessert werden.
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Dies weist große Vorteile gegenüber heute üblichen Lösungen auf. So muss nicht mehr wie bei den heutigen Nutzfahrzeug-Luftfiltern das Einpressen der Luftfilterelementdichtung in den Dichtsitz durch den Verbau des Gehäusedeckels erfolgen. Auch die Demontage der Dichtung auf der Reinseite und der Rohseite muss nicht mehr erfolgen, indem man direkt das Luftfilterelement aus dem Gehäuse zieht, wo nur geringe Demontagekräfte möglich sind, bzw. ein axiales Federelement bei der Montage vorgespannt werden muss.
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Das Gehäuse weist in der erfindungsgemäßen Lösung ein gehäusefestes Stützelement auf. Auf diesem Stützelement ist beispielsweise eine Schraubkrone angeordnet, welche die Kräfte für die Montage und Demontage der Dichtungsanordnung des Luftfilterelements aufbringt. Die Schraubkrone wird durch Aussparungen in der Endscheibe montiert und kann bei einer Drehung diese beidseitig umfassen. Dies wird ermöglicht durch einen lageorientierten Verbau des Filterelements im Gehäuse. Die Schraubkrone kann eine Werkzeugaufnahme, insbesondere einen Innensechskant, aufweisen, um ein Drehmoment auf die Fixierungsanordnung aufzubringen. Die Schraubkrone wird durch die Drehung in eine untere Endlage geführt und nimmt dabei das Filterelement mit. Die Kraft, die für den Einbau der Dichtungsanordnung benötigt wird, wird bei der Drehung in die axiale Richtung umgesetzt und dabei für die Montage aufgebracht. Bei der Demontage nimmt die Schraubkrone das Filterelement in die obere Endlage wieder mit und gibt das Filterelement wieder frei.
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Somit erfolgt die Montage und auch die Demontage der Dichtungsanordnung kraftunterstützt durch eine Schraubkrone, die in einer Aussparung an den Endscheiben angebracht ist.
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Vorteilhaft kann die Fixierungsanordnung in der Betriebsposition verriegelbar sein. Damit ist die Betriebsposition des Filterelements in ihrer Lage im Gehäuse gesichert und die Dichtungsanordnung kann sich nicht mehr von alleine lösen. Die Verriegelung ist über Verriegelungshilfen wie beispielsweise Laschen an der Fixierungsanordnung, welche in der Endscheibe verrastbar angebracht sein können, zu realisieren.
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Zweckmäßigerweise kann die Fixierungsanordnung in der Endscheibe um die Längsachse drehbar gelagert sein. Auf diese Weise ist es möglich, eine Drehbewegung der Fixierungsanordnung in eine axiale Kraft zu übertragen, wobei sich die Fixierungsanordnung dabei an der Endscheibe abstützen kann. So kann die für die Montage/Demontage des Filterelements nötige Kraft günstig aufgebracht werden.
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Vorteilhaft kann die Fixierungsanordnung eine Werkzeugaufnahme aufweisen. Dazu kann beispielsweise in der Fixierungsanordnung eine Innensechskantaufnahme angebracht sein, sodass ein entsprechendes Werkzeug angesetzt werden kann, womit die für die Montage/Demontage des Filterelements, das Einpressen oder Ausziehen der Dichtungsanordnung aus ihrem Gehäusesitz, nötige Kraft durch Umwandeln der Drehbewegung der Fixierungsanordnung in eine lineare Kraft und Bewegung des Filterelements entlang der Längsachse günstig aufgebracht werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Fixierungsanordnung eine Rastverbindung zur Montage des Filterelements in dem Gehäuse umfassen. Damit lässt sich auch günstig eine Verriegelungsposition für das montierte Filterelement realisieren. Diese Rastverbindung kann über eine Bajonettverbindung oder einen Rast/Schnappverschluss umgesetzt werden. In einer alternativen Ausführungsform ist jedoch auch eine Schraubverbindung zwischen Fixierungsanordnung und Filterelement denkbar. In dem Fall muss jedoch eine separate Verriegelungsvorrichtung mit vorgesehen werden, damit sich die Verschraubung beim Betrieb des Filterelements nicht von alleine, beispielsweise durch Vibrationen, lösen kann.
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Zweckmäßigerweise kann die Endscheibe eine Öffnung aufweisen, in welche die Fixierungsanordnung eingesetzt ist. Auf diese Weise kann sich die Fixierungsanordnung bevorzugt an der Endscheibe abstützen und so die nötigen Montage/Demontagekräfte für das Einpressen oder Ausziehen der Dichtungsanordnung in oder aus dem Gehäusesitz aufbringen.
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Vorteilhaft kann die erste Endscheibe einen Gehäusedeckel bilden. Damit übernimmt die Endscheibe auch die Abdichtungsfunktion des Filtersystems und es kann so ein separater Gehäusedeckel eingespart werden. Damit ergibt sich eine günstige Gewichts- und Kostenersparnis zum einen, zum anderen wird so der Montageprozess entscheidend vereinfacht, da kein separater Deckel aufgebracht werden muss, wodurch ein Montageschritt wegfällt.
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In einer günstigen Ausgestaltung kann der Filterkörper beispielsweise aus einem zickzackförmig gefalteten (plissierten) Filterbalg bestehen und ringförmig geschlossen ausgeführt sein. Die Faltung kann beispielsweise durch Messerfaltung, für längere Filterkörper, oder Rotationsfaltung hergestellt werden. Der Filterbalg kann beispielsweise aus Papier oder aus Zellulose oder aus einer Mischfaser aus Kunststoff und Zellulose bestehen. Der Filterbalg kann mit glatter Oberfläche, rolliert und/oder in verschiedenen Prägeformen gestalteter Oberfläche zur Versteifung und/oder Schaffung von Hohlräumen zur Staubablagerung ausgeführt sein. Der Filterbalg kann eine Beschichtung und/oder Imprägnierung aufweisen, um Feuchtigkeit abzuweisen. Er kann alternativ auch mit Nanofasern beschichtet sein. Der Filterkörper kann weiterhin mit einem Fadenwickel strukturell versteift sein. Der Einsatz dieser Werkstoffe als Filtermedium stellt eine sehr wirtschaftliche Möglichkeit dar, ein solches Filterelement zu realisieren. Gleichzeitig bietet die beschriebene Formgestaltung eine stabile Anordnung, sodass eine selbsttragende Bauweise des Filterkörpers und damit eine günstige Montageeigenschaft gegeben ist.
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Zweckmäßigerweise kann das Filterelement als Luftfilter, insbesondere als Luftfilter einer Brennkraftmaschine verwendet werden. Der sichere Betrieb von Brennkraftmaschinen beruht auch auf einer sicheren und günstigen Filterung der Ansaugluft für den Verbrennungsbetrieb. Das beschriebene Filterelement stellt dafür eine wirtschaftliche Möglichkeit dar.
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Vorteilhaft ist ebenso die Verwendung des Filterelements als Partikelfilter, insbesondere als Partikelfilter einer Brennkraftmaschine. Auch hier sind die sichere Montage und wirtschaftliche Austauschbarkeit des beschriebenen Filterelements von entscheidender Bedeutung.
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Die Erfindung betrifft nach einem weiteren Aspekt ein Filtersystem mit einem Filterelement, das ein Gehäuse, einen am Gehäuse angeordneten Einlass zum Zuführen des zu filternden Fluids, insbesondere Luft, einen am Gehäuse angeordneten Auslass zur Ableitung des gefilterten Fluids, und ein Stützrohr umfasst, das auf der Reinseite des Filterelements angeordnet ist. Dabei umfasst das Filterelement einen Filterkörper mit einer Längsachse, der zwischen einer Reinseite und einer Rohseite des Filterelements angeordnet ist, sowie eine erste an einer Stirnseite des Filterkörpers angeordnete Endscheibe, und eine zweite, an einer axial gegenüberliegenden Stirnseite angeordnete Endscheibe mit einer Dichtungsanordnung zum Dichten zwischen der Reinseite und der Rohseite. Die erste Endscheibe weist eine Fixierungsanordnung zur Fixierung des Filterelements in dem Gehäuse des Filtersystems auf, wobei die Fixierungsanordnung ausgebildet ist, um mit wenigstens einem korrespondierenden Gegenelement im Gehäuse so zusammenzuwirken, dass beim Zusammenwirken des wenigstens einen korrespondierenden Gegenelements und der Fixierungsanordnung die Dichtungsanordnung in eine Betriebsposition im Gehäuse bringbar ist, wobei das Filterelement auswechselbar in dem Gehäuse des Filtersystems angeordnet ist.
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Der wesentliche Vorteil eines solchen Filtersystems liegt dabei in der sicheren und stabilen Montage des Filterelements sowie einer sehr wirtschaftlichen Austauschbarkeit des Filterelements im Wartungsfall. Gerade bei niedrigen Standzeiten, wie sie im Land- und Baumaschineneinsatz auftreten können, ist die schnelle Austauschbarkeit von großer Bedeutung.
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Vorteilhaft kann das Stützrohr wenigstens ein Gegenelement umfassen, welches mit einem Fixierungselement der Fixierungsanordnung korrespondiert. Das Gegenelement beispielsweise in Form eines Zapfens kann so in eine Nut als Fixierungselement auf der Seite der Fixierungsanordnung eingreifen und so durch Drehen der Fixierungsanordnung zu einem Einschieben des Filterelements in das Gehäuse des Filtersystems führen, wodurch die Dichtungsanordnung des Filterelements in ihren Sitz im Gehäuse gezogen wird. Damit wird das Filterelement im Gehäuse gedichtet und fixiert.
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Zweckmäßigerweise kann das Gegenelement des Stützrohrs in einer Endposition des Fixierungselements verrastbar sein. Eine Rastverbindung stellt eine sichere Möglichkeit dar, das Filterelement sicher zu fixieren, sodass es sich im Betrieb auch unter Vibrationsbelastung nicht von alleine wieder lösen kann. Dies kann dadurch gewährleistet werden, dass das Gegenelement des Stützrohrs beispielsweise in einer Endposition, die als Rastposition ausgebildet ist, verrastet werden kann.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Filterelement mit der Fixierungsanordnung axial in Längsrichtung in eine Betriebsposition des Gehäuses einschiebbar sein. Durch Drehen der Fixierungsanordnung und Führen des Gegenelements des Stützrohrs in einer Nut der Fixierungsanordnung, die eine Steigung aufweist, kann das Filterelement in Richtung des Stützrohrs gezogen und so die Dichtungsanordnung des Filterelements in seinen Dichtsitz im Gehäuse gezogen werden. Dichtet das Filterelement die Rohseite gegen die Reinseite des Filtersystems über die Dichtungsanordnung an der zweiten Endscheibe und über die erste Endscheibe als Deckel des Gehäuses ab, so ist es in die Betriebsposition des Filtersystems eingeschoben und fixiert worden.
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Vorteilhaft kann das Filterelement weiter mit der Fixierungsanordnung axial in Längsrichtung aus der Betriebsposition des Gehäuses ausziehbar sein. Umgekehrt kann das Filterelement über die Fixierungsanordnung auch wieder aus der Betriebsposition gelöst werden, indem die Fixierungsanordnung in eine entgegengesetzte Richtung wie bei der Montage des Filterelements gedreht wird. So wird die Dichtungsanordnung aus ihrem Dichtsitz im Gehäuse gelöst und damit das gesamte Filterelement aus seiner Betriebsposition herausgezogen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann ein Sekundärelement auf der Reinseite des Filterelements angeordnet sein. Das Sekundärelement, das aus einer tragenden Struktur bestehen kann, die mit einem durchlässigen Filtermedium, beispielsweise einem Vlies, verkleidet ist, hat die Aufgabe, bei einem Austausch des Filterelements den Auslass des Filtersystems weiterhin verschlossen zu halten, so dass kein Schmutz in diesen Bereich eindringen kann, während das Filterelement gereinigt oder erneuert wird. Das Sekundärelement ist in bevorzugter Ausgestaltung über eine Schraubverbindung mit dem Gehäuse verbunden und zum Gehäuse mit einer Dichtung versehen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen beispielhaft:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 eine perspektivische Ansicht eines Filtersystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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3 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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4 einen Ausschnitt aus einem Schnitt durch ein Filtersystem mit Darstellung der Fixierungsanordnung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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5 eine Detailansicht eines Schnitts durch eine Fixierungsanordnung eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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6 eine Seitenansicht einer Fixierungsanordnung eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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7 eine Darstellung des Montage-/Demontage-Prozesses eines Filterelements in einem Filtergehäuse mit Hilfe der Fixierungsanordnung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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8 einen Schnitt durch ein Filtersystem mit einer Fixierungsanordnung mit beidseitigem Gewinde nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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9 einen weiteren Schnitt durch das Filtersystem von 8; und
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10 eine Draufsicht auf eine Fixierungsanordnung mit Verriegelungsmitteln.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Filterelements 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Filterelement 10 umfasst einen Filterkörper 12 mit einer Längsachse L, der beim bestimmungsgemäßen Einsatz des Filterelements 10 zwischen einer Reinseite 50 und einer Rohseite 52 des Filterelements 10 angeordnet ist, sowie eine erste an einer Stirnseite 17 des Filterkörpers 12 angeordnete Endscheibe 18, und eine zweite, an einer axial gegenüberliegenden Stirnseite 15 angeordnete Endscheibe 16 mit einer Dichtungsanordnung 22 zum Dichten zwischen der Reinseite 50 und der Rohseite 52. Dabei weist die erste Endscheibe 18 eine Fixierungsanordnung 24 zur Fixierung des Filterelements 10 in einem Gehäuse 108 eines Filtersystems 100 auf. Die Fixierungsanordnung 24 ist ausgebildet, um mit wenigstens einem korrespondierenden Gegenelement 32 im Gehäuse 108 so zusammenzuwirken, dass beim Zusammenwirken des wenigstens einen korrespondierenden Gegenelements 32 und der Fixierungsanordnung 24 die Dichtungsanordnung 22 in eine Betriebsposition 26 im Gehäuse 108 eingeschoben werden kann. Die Fixierungsanordnung 24 weist in Richtung der Stirnseite 17 eine Werkzeugaufnahme 38 auf, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Innensechskant ausgebildet ist. In die Werkzeugaufnahme 38 kann ein entsprechendes Werkzeug eingesetzt werden, um so das nötige Drehmoment auf die Fixierungsanordnung 24 aufzubringen, um das Filterelement 10 bei der Montage in seinen Sitz im Gehäuse 108 zu pressen. Weiter weist die untere Endscheibe 16 Positionierhilfen 20 auf, mit welchen das Filterelement 10 bei der Montage im Gehäuse 108 lageorientiert montiert werden kann. Außerdem ist es so im Betrieb gegen ein Verdrehen beispielsweise durch Vibrationen des Filtersystems 100 gesichert.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Filtersystems 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 2 ist das Filterelement 10 aus 1 in ein Gehäuse 108 eines Filtersystems 100 eingesetzt und fest montiert. Am unteren Ende des Gehäuses 108 ist der Auslass 104 für das gefilterte Fluid zu erkennen. Das Filterelement 10 sitzt mit seiner Endscheibe 18 dicht auf dem Rand des Gehäuses 108 auf und dichtet so das Gehäuse 108 nach außen ab. Die erste Endscheibe 18 bildet so einen Gehäusedeckel 112. Die andere Abdichtung erfolgt im Inneren des Gehäuses 108 durch die Dichtungsanordnung 22 der Endscheibe 16 und ist in 2 nicht zu sehen. In der Mitte der Endscheibe 18 ist die Fixierungsanordnung 24 zu erkennen, Dazu weist die Endscheibe 18 eine Öffnung 48 auf, in welche die Fixierungsanordnung 24 eingesetzt ist. Die Fixierungsanordnung 24 ist in der Endscheibe 18 um die Längsachse L drehbar gelagert. Im Zentrum der Fixierungsanordnung 24 ist die Werkzeugaufnahme 38 in Form eines Innensechskants angebracht.
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In 3 ist ein Längsschnitt durch ein Filtersystem 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Filtersystem 100 umfasst ein Gehäuse 108, einen am Gehäuse 108 angeordneten Einlass 102 (in 3 nicht zu sehen) zum Zuführen des zu filternden Fluids, insbesondere Luft, einen am Gehäuse 108 angeordneten Auslass 104 zur Ableitung des gefilterten Fluids, sowie ein Stützrohr 14, das auf der Reinseite 50 des Filterelements angeordnet ist. Das Filterelement 10 ist auswechselbar in dem Gehäuse 108 des Filtersystems 100 angeordnet. 3 zeigt ein Filterelement 10, das in das Gehäuse 108 eines Filtersystems 100 eingeführt wird. Das Filterelement 10 weist einen hohlzylinderförmigen Filterkörper 12 auf, der auf seiner inneren Oberfläche eine Stützstruktur 54 aufweist und an seinen beiden Stirnseiten 15, 17 durch die Endscheiben 16, 18 abgeschlossen wird. Die Endscheibe 16, über die auch das gefilterte Fluid ausströmt und durch den Auslass 104 das Filtersystem 100 verlässt, verfügt über eine Dichtungsanordnung 22, über welche das Filterelement 10 in seinen Sitz im Gehäuse 108 und damit in seine Betriebsposition 26 gepresst wird und welche die Rohseite 52 gegen die Reinseite 50 abdichtet. Die Endscheibe 18 weist in der Mitte eine Öffnung 48 auf, in welcher die Fixierungsanordnung 24 angebracht ist, die zur besseren Betätigung eine Werkzeugaufnahme 38 vorsieht. Im Inneren des Gehäuses 108 und auch innerhalb des Filterelements 10 ist ein Stützrohr 14, das mit dem Gehäuse 108 fest verbunden ist, angeordnet, das an seinem oberen Ende Gegenelemente 32 aufweist, welche vorgesehen sind, mit korrespondierenden Fixierungselementen 34 der Fixierungsanordnung 24 zusammenzuwirken. Durch Drehen der Fixierungsanordnung 24 kann das Filterelement 10, wenn die Gegenelemente 32 in die Fixierungselemente 34 greifen, entlang der Längsachse L in das Gehäuse 108 hineingezogen und so in seine Betriebsposition 26 gebracht werden. Dazu umfasst die Fixierungsanordnung 24 eine Rastverbindung 46 zur Montage des Filterelements in dem Gehäuse 108. Weiter ist die Fixierungsanordnung 24 in der Betriebsposition 26 verriegelbar, damit sich das Filterelement 10 nicht von allein während des Betriebs des Filtersystems 100 aus dem Gehäuse 108 lösen kann. Ebenso ist das Filterelement 10 über die Fixierungsanordnung 24 auch wieder ausziehbar aus dem Gehäuse 108 zur Demontage, beispielsweise im Wartungsfall.
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Im Inneren des Filtersystems 100 auf der Reinseite 50 kann auch ein Sekundärelement 28 (nicht dargestellt) angeordnet sein, das mit dem Gehäuse 108 verbunden, beim Wechsel des Filterelements 10 im Gehäuse 108 verbleibt.
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4 zeigt einen Ausschnitt aus einem Schnitt durch ein Filtersystem 100 mit Darstellung der Fixierungsanordnung 24 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei sind die Fixierungsanordnung 24 sowie die korrespondierenden Gegenelemente 32 im Stützrohr 14 deutlicher zu erkennen.
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In 5 ist eine Detailansicht eines Schnitts durch eine Fixierungsanordnung 24 eines Filterelements 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zu sehen. Man erkennt, wie die Fixierungsanordnung 24 mit einer Nut in der Endscheibe 18 geführt wird. An der Seite unterhalb der Endscheibe ist eine Endposition 36 des Fixierungselements 34 zu erkennen, in welcher ein Gegenelement 32 des Stützrohrs 14 verrastbar sein kann.
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6 zeigt dazu eine Seitenansicht der Fixierungsanordnung 24 eines Filterelements 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, in welcher das Fixierungselement 34, das in diesem Fall als ansteigende Führungsnut ausgebildet ist und in einer Endposition 36, in welcher ein Gegenelement 32 einrasten kann, mündet.
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In 7 ist dazu eine Darstellung des Montage-/Demontage-Prozesses eines Filterelements 10 in einem Filtergehäuse 108 mit Hilfe der Fixierungsanordnung 24 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zu sehen. Beim Einsetzen des Filterelements 10 in das Gehäuse 108 des Filtersystems 100 kann ein am gehäusefesten Stützrohr 14 angebrachtes Gegenelement 32 in das als Führungsnut ausgebildete Fixierungselement 34 eingreifen und beim Drehen der Fixierungsanordnung 24 in der Endscheibe 18 entlang der Führungsnut (P1) in die Endposition 36 (P2) geführt werden. Auf Grund der Steigung der Führungsnut wird dabei die Fixierungsanordnung 24 und damit das Filterelement 10 in das Gehäuse 108 des Filtersystems 100 hineingezogen, bis das Filterelement 10 über die Dichtungsanordnung 22 in der Betriebsposition 26 des Filterelements 10 geschoben ist. Dabei ist auch das Gegenelement 32 in der Endposition 36 verrastet.
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Die Demontage des Filterelements 10 geschieht auf umgekehrtem Wege. Die Fixierungsanordnung 24 wird in entgegengesetzter Richtung gedreht und damit das Gegenelement 32 aus seiner Endposition 36 wieder herausgedrückt, sodass es entlang des Fixierungselements 34, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Führungsnut, wieder nach unten gleiten kann (P3) und damit das Filterelement 10 aus seiner Betriebsposition 26 herausgezogen wird.
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8 zeigt einen Schnitt durch ein Filtersystem 100 mit einer Fixierungsanordnung 24 mit beidseitigem Gewinde nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Gegenelement 32 des Stützrohrs ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als zentraler Zapfen in dem Stützrohr ausgebildet, der in einem Gewinde als Fixierungselement 34 der Fixierungsanordnung läuft. Gleichzeitig ist auf der Außenseite der Fixierungsanordnung 24 ein Außengewinde 44 aufgebracht, in dem ein Ring 56 der Endscheibe 18 geführt wird. Auf diese Weise kann beim Drehen der Fixierungsanordnung 24 diese die Endscheibe 18 über das Außengewinde 44 axial in Richtung des Stützrohrs 14 gezogen werden und auf der anderen Seite die Fixierungsanordnung 24, und damit Endscheibe 18 und Filterelement 10, über das Gegenelement 32 des Stützrohrs 14 weiter axial in Richtung der Betriebsposition 26 des Filterelements 10 gezogen werden. Dadurch kann die Drehbewegung der Fixierungsanordnung besonders effektiv in eine axiale Kraft für die Montage des Filterelements 10 umgewandelt werden. Dasselbe gilt auch für die Demontage des Filterelements 10.
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9 zeigt einen weiteren Schnitt durch das Filtersystem von 8. Dabei ist die Führung des Rings 56 der Endscheibe 18 in dem Außengewinde 44 der Fixierungsanordnung besonders deutlich zu erkennen.
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In 10 ist eine Draufsicht auf eine Fixierungsanordnung 24 mit Verriegelungsmitteln 46 dargestellt. Die Verriegelungsmittel 46 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als drei Laschen ausgebildet, welche beim Drehen der Fixierungsanordnung 24 in einer Endposition in korrespondierend ausgebildete Vertiefungen in der Endscheibe 18 einrasten können. Auf diese Weise ist die Fixierungsanordnung 24 verriegelbar und gegen Verdrehen, auch im Betrieb des Filtersystems 100 unter Vibrationsbelastungen, gesichert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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