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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Filtereinheit und ein Filtersystem sowie ein Kraftfahrzeug mit einem Filtersystem.
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Stand der Technik
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Filterelemente werden beispielsweise bei Kraftfahrzeugen eingesetzt, um Betriebsstoffe wie Kraftstoff oder Öl von Verunreinigungen zu befreien. Typischerweise wird für ein zu filterndes Fluid genau ein Filterelement vorgesehen. Die Baugröße des Filterelements begrenzt dabei einen maximal möglichen Volumenstrom des zu filternden Fluids. Jedoch steht ein Bauraum in der notwendigen Größe und Form nicht immer zur Verfügung.
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Die
US 2005/004 555 2 A1 beschreibt ein Filtersystem mit mehreren oberseitig offenen, hohlzylindrischen Filtergehäusen. Jedes der Filtergehäuse ist oberseitig von einem Filterkopf verschlossen, wobei die Filterköpfe dazu ausgebildet sind, dicht nebeneinander angeordnete Filtergehäuse miteinander zu verbinden. Die Filterköpfe werden dazu in eine Führungsschiene eingefädelt und über kurze Verbindungsstücke, die in entsprechende Öffnungen der Filterköpfe eingefügt sind, verbunden. Das Filtersystem eignet sich somit für eine Anordnung der Filtergehäuse direkt nebeneinander und entlang einer gedachten geraden Linie. Die Filterköpfe und die Verbindungsstücke sind aufwendig zu fertigen.
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Aus der
EP 0 991 457 B1 ist ein Filtersystem bekannt geworden, bei dem mehrere separate Filtergehäuse mit jeweils einem Filterelement über spezielle Filterköpfe, an die die Filtergehäuse angeschraubt sind, verbunden sind. Die Filtergehäuse weisen oberseitig jeweils eine ihren Querschnitt überspannende Öffnung auf, die von dem jeweiligen Filterkopf überdeckt wird, und in die Ein- und Auslassleitungen des Filterkopfs münden. Die Filterköpfe sind daher konstruktiv aufwendig ausgestaltet und vergrößern die Bauhöhe des Filtersystems.
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Es ist demgegenüber eine Aufgabe der Erfindung, eine einfach und kostengünstig herzustellende Filtereinheit zu schaffen, die flexibel in ein Filtersystem integriert werden kann. Es ist ferner eine Aufgabe der Erfindung, ein Filtersystem anzugeben, das auch in beengten, komplex geformten, insbesondere nicht zusammenhängenden, Einbauräumen angeordnet werden kann. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug mit einem Filtersystem zu schaffen, wobei das Filtersystem möglichst platzsparend integrierbar ist.
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Die Aufgabe die Filtereinheit betreffend wird gelöst durch eine Filtereinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Die das Filtersystem betreffende Aufgabe wird durch ein Filtersystem gemäß dem nebengeordneten Anspruch 5 gelöst. Die das Kraftfahrzeug betreffende Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 12 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen und der Beschreibung zu entnehmen.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäße Filtereinheiten
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Erfindungsgemäß ist eine Filtereinheit für ein zu filterndes Fluid, insbesondere Kraftstoff oder Öl, eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei die Filtereinheit einen Filtertopf aufweist, in dem ein Filterelement angeordnet ist, das den Filtertopf in einen ersten Raum und einen zweiten Raum unterteilt. Zu filterndes Fluid kann rohseitig in den rohseitigen ersten oder zweiten Raum eingeleitet werden. Nach der Filtration durch das Filtermedium kann reinseitig gefiltertes Fluid aus dem entsprechenden den Reinraum bildenden zweiten oder ersten Raum entnommen werden. Der Filtertopf wird von einem Grundkörper und einem Deckel gebildet, wobei der Grundkörper ein Bodenelement und eine Seitenwandung zwischen dem Bodenelement und dem Deckel aufweist. Der Filtertopf kann grundsätzlich eine beliebige Querschnittsform aufweisen. So kann der Querschnitt beispielsweise dreieckig, viereckig, oval oder vorzugsweise rund ausgebildet sein. Der Grundkörper ist vorteilhaft einstückig ausgebildet. Dies vereinfacht die Fertigung und bietet Kostenvorteile. Alternativ kann der Grundkörper mehrteilig ausgeführt sein. Der Deckel ist vorteilhaft fluiddicht mit dem Grundkörper verbunden. D. h., eine Trennfuge zwischen dem Deckel und dem Grundkörper ist abgedichtet. Der Deckel weist ein Leitungssegment auf. Vorzugsweise ist das Leitungssegment einstückig mit dem Deckel ausgebildet. Das Leitungselement ist zu dem zweiten Raum hin geöffnet, der in Abhängigkeit der Durchströmungsrichtung den Reinraum oder einen rohseitigen Vorraum bildet. Gefiltertes Fluid kann somit aus dem Reinraum in das Leitungssegment strömen, um über das Leitungssegment aus der Filtereinheit entnommen zu werden, oder durch das Leitungssegment dem rohseitigen Vorraum der Filtereinheit zugeführt werden. Das Leitungssegment weist zumindest zwei offene Enden auf. Die offenen Enden können zum Anschließen von weiteren Leitungssegmenten weiterer Filtereinheiten oder von anderen Leitungselementen dienen. In der Seitenwandung des Grundkörpers sind zumindest zwei Zugangsöffnungen zu dem ersten Raum ausgebildet, welcher entsprechend der Durchströmungsrichtung einen rohseitigen Vorraum oder einen Reinraum bildet. Die Zugangsöffnungen werden typischerweise nicht von dem Deckel überdeckt. Die Zugangsöffnungen werden vorzugsweise auch nicht durch den Deckel abgegrenzt. Die Zugangsöffnungen öffnen den Filtertopf vorzugsweise in einer radialen Richtung, wenn der Filtertopf im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist. Durch die Zugangsöffnungen kann zu filterndes Fluid in den ersten Raum hinein und aus dem ersten Raum heraus strömen. Durch das in den Deckel des Filtertopfs integrierte Leitungssegment kann die Filtereinheit besonders kompakt, beispielsweise besonders flach, gestaltet werden. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Filtereinheit über die wenigstens zwei offenen Enden des Leitungssegments und die wenigstens zwei Zugangsöffnungen an dem Grundkörper flexibel mit weiteren Filtereinheiten zu einem Filtersystem kombiniert werden. Dazu können ein offenes Ende des Leitungssegments und eine Zugangsöffnung einer Filtereinheit mit einem offenen Ende eines Leitungssegments und einer Zugangsöffnung einer weiteren Filtereinheit verbunden werden. Insbesondere ist es durch die beiden Zugangsöffnungen und die beiden offenen Enden des Sammelleitungssegments möglich, zwei oder mehr Filtereinheiten in einem Parallelverbund anzuordnen, sodass die Filtereinheiten parallel vom Fluid durchströmt werden. Nicht benötigte Zugangsöffnungen und offene Enden von Leitungssegmenten sind durch Blindstopfen verschließbar. Hierdurch kann jede Filtereinheit unabhängig von ihrer Position im Einsatz gleich aufgebaut sein, was die Herstellung vereinfacht.
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Eine mögliche Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass eine lichte Weite des Filtertopfes größer ist als eine Bauhöhe des Filtertopfs. Besonders bevorzugt ist die lichte Weite wenigstens doppelt so groß wie die Bauhöhe des Filtertopfs. Dies erlaubt es, die Filtereinheit sehr flach auszuführen. Durch die im Verhältnis große lichte Weite kann dennoch ein ausreichend großer Volumenstrom des Fluids gefiltert werden. Die Bauhöhe des Filtertopfs beträgt bevorzugt weniger als 8 cm, besonders bevorzugt weniger als 6 cm.
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In einer alternativen Ausführungsform ist eine Bauhöhe des Filtertopfs größer, insbesondere wenigstens um das zweifache, als eine lichte Weite des Filtertopfs. Hierdurch sind insbesondere tiefe, aber schmale Bauräume am Einsatzort der Filtereinheit nutzbar. Bei entsprechendem Bauraum können Höhe und lichte Weite jedoch auch im Wesentlichen übereinstimmen.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Grundkörper und der Deckel stoffschlüssig miteinander verbunden sind, insbesondere miteinander verschweißt oder verklebt sind. Dadurch kann sicher eine fluiddichte Verbindung erhalten werden. Auch ist eine solche Verbindung effizient zu fertigen. Das Filterelement ist dann fest, d. h. nicht austauschbar in den Filtertopf integriert.
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Bevorzugt ist auch eine Ausführungsform, bei der an dem Grundkörper zumindest zwei Anschlussstutzen ausgebildet sind, an denen jeweils eine der Zugangsöffnungen zu dem ersten Raum ausgebildet ist. Die Anschlussstutzen können insbesondere in der Art eines kurzen, rohrartigen Fortsatzes an dem Grundkörper ausgebildet sein. Die Anschlussstutzen münden in der Zugangsöffnung. Mit den Anschlussstutzen können besonders einfach Leitungselemente wie Schlauchelemente oder Rohrelemente an den Grundkörper angeschlossen werden.
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Nach der Erfindung kann das Filterelement als Rundfilterelement ausgeführt sein, insbesondere mit einem sternförmig gefalteten Filtermedium. Dies erlaubt es, eine möglichst große Filterfläche des Filtermediums in dem Filterelement einzurichten. Der Filtertopf ist dabei typischerweise im Wesentlichen zylinderförmig ausgeführt. Alternativ, insbesondere im Zusammenhang mit einem flach ausgebildeten Filtertopf, kann das Filterelement auch als so genanntes Flachelement aus gefaltetem Filtermedium ausgeführt sein. Der Filtertopf ist dann typischerweise rechteckig ausgeführt.
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Das Filterelement kann neben der Filtrationseigenschaft auch über eine Wasserabscheidefunktion verfügen oder es kann ein Wasserabscheider gemeinsam mit dem Filterelement im Filtertopf angeordnet sein. Weiterhin können eine Heizeinrichtung und/oder ein oder mehrere Sensoren als separate Komponente oder als Bestandteil des Filterelements gemeinsam mit dem Filterelement im Filtertopf eingebracht sein.
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Der Grundkörper und/oder der Deckel können insbesondere aus einem Polyamid, insbesondere aus PA66, gefertigt sein. Polyamid ist einfach zu verarbeiten und beständig gegen Öle und Kraftstoffe.
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Erfindungsgemäße Filtersysteme
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In den Rahmen der Erfindung fällt ferner ein Filtersystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens zwei erfindungsgemäße Filtereinheiten, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die ersten Räume der Filtereinheiten zu einem ersten Raumsystem und die Leitungssegmente zu einer Gesamtleitung miteinander verbunden sind, sodass die Filterelemente parallel durchströmbar sind. Die Filterelemente sind mithin parallel geschaltet. Dadurch kann aus kleinen einzelnen Filtereinheiten ein großes, effektives Filtersystem erhalten werden. Durch die Verwendung voneinander unabhängiger Filtereinheiten kann das Filtersystem flexibel an unterschiedlichste Einbausituationen angepasst werden. Insbesondere ist kein zusammenhängender, kompakter Einbauraum wie für ein konventionelles großes Filterelement notwendig. Vielmehr können die Filtereinheiten des erfindungsgemäßen Filtersystems in mehreren separaten, voneinander beabstandeten, kleinen Einbauräumen untergebracht werden. So können etwa in einem Motorraum oder im Bereich eines Unterbodens eines Kraftfahrzeugs vorhandene Zwischenräume genutzt werden, um das erfindungsgemäße Filtersystem zu montieren.
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In bevorzugter Ausführungsform umfasst die Verbindung der ersten Räume und/oder der Leitungssegmente ein Schlauchelement und/oder ein Rohrelement. Schlauchelemente lassen sich besonders einfach an die Einbausituation der wenigstens zwei Filtereinheiten anpassen. Schlauchelemente eignen sich insbesondere, wenn sich eine Relativposition der Filtereinheiten zueinander im Betrieb des Filtersystems ändert. Rohrelemente können besonders robust ausgeführt werden.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest zwei der Filtertöpfe der wenigstens zwei Filtereinheiten in ihrer jeweiligen Bauhöhe und/oder Querschnittsfläche und/oder Querschnittsform voneinander unterscheiden. Typischerweise ist dann auch die Höhe eines der Filterelemente in einem der Filtertöpfe unterschiedlicher Bauhöhe größer als die Höhe des oder der anderen Filterelemente in dem oder den weiteren Filtertöpfen. Entsprechend können die Filterelemente unterschiedliche Abmessungen quer zur Höhe bzw. unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Dadurch kann das Filtersystem besonders gut an verteilte oder zerklüftete Einbauräume angepasst werden. Prinzipiell können jedoch auch Filtereinheiten mit identischen Filtertöpfen zu einem Filtersystem verbunden werden.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Zugangsöffnung zu dem Vorraumsystem mit einem ersten Blindstopfen verschlossen ist. Es können dadurch mehrere Filtereinheiten mit zumindest zwei Zugangsöffnungen zu den jeweiligen ersten Räumen verwendet werden, um das Filtersystem aufzubauen; insbesondere können bauartgleiche Filtereinheiten verwendet werden. Es wird somit an einer der Filtereinheiten eine der Zugangsöffnungen mit dem ersten Blindstopfen verschlossen. An einer anderen Filtereinheit kann eine freie Zugangsöffnung, die nicht mit einer weiteren Zugangsöffnung einer anderen Filtereinheit verbunden ist, verwendet werden, um zu filterndes Fluid in das aus den ersten Räumen gebildete Vorraumsystem bzw. das gefilterte Fluid aus dem aus den ersten Räumen gebildeten Reinraum zu leiten.
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Bevorzugt ist auch vorgesehen, dass die Gesamtleitung einseitig mit einem zweiten Blindstopfen verschlossen ist. Es können dadurch mehrere Filtereinheiten mit zumindest zwei offenen Enden an dem jeweiligen Leitungssegment verwendet werden, um das Filtersystem aufzubauen; insbesondere können bauartgleiche Filtereinheiten verwendet werden. Durch den zweiten Blindstopfen kann dabei ein freies Ende der Gesamtleitung verschlossen werden. Anderenends kann dann gefiltertes Fluid aus der Gesamtsammelleitung bezogen oder zu filterndes Fluid der Gesamtzufuhrleitung zugeführt werden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Blindstopfen als ein einteiliger Doppelstopfen ausgebildet sind. Dies verbindet die Vorteile der beiden vorgenannten Ausführungsformen. Zusätzlich kann der Montage- und Handhabungsaufwand für den ersten und den zweiten Blindstopfen reduziert werden, indem diese zu dem einteiligen Doppelstopfen zusammengefasst sind.
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Bevorzugt ist auch eine Ausführungsform, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Filtersystem einen Zusatztopf umfasst, der in Serie mit den Filtertöpfen durchströmbar ist. In dem Zusatztopf können weitere Einrichtungen zur Fluidbehandlung vorgesehen werden. Insbesondere können in dem Zusatztopf ein Heizmodul und/oder ein Wasserabscheider und/oder ein oder mehrere Sensoren zur Bestimmung einer Prozessgröße angeordnet sein. Bei der Prozessgröße handelt es sich beispielsweise um einen Füllstand, insbesondere einen Wasserstand, oder eine die Fluidqualität charakterisierende Größe. Durch die Reihenschaltung (Serienschaltung) kann vermieden werden, dass diese Einrichtungen in jedem der Filtertöpfe separat vorgehalten werden müssen. Vorteilhaft kann der Zusatztopf in Strömungsrichtung vor den Filtertöpfen (rohseitig, d. h. vor dem Gesamtvorraum) angeordnet werden. Den Filtertöpfen wird dann entsprechend vorbehandeltes Fluid zugeführt. Wenn zur Behandlung des Fluids in dem Zusatztopf gefiltertes Fluid besser geeignet ist als ungefiltertes Fluid, kann der Zusatztopf vorteilhaft den Filtertöpfen nachgeschaltet werden.
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Erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Filtersystem. In Kraftfahrzeugen muss bisher ein ausreichend großer, zusammenhängender Einbauraum für ein konventionelles Filtersystem mit einem einzigen, großen Zentralfilter vorgesehen werden. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Raumausnutzung verbessert werden kann, indem ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Filtersystem ausgestattet wird. Das Filtersystem kann in dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug in kleineren und verteilt angeordneten Zwischenräumen untergebracht werden, etwa zwischen weiteren Einrichtungen in einem Motorraum und/oder im Bereich eines Unterbodens.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Die vorstehend beschriebenen und noch weiter ausgeführten Merkmale können erfindungsgemäß einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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In der Zeichnung zeigen:
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1a eine erfindungsgemäße Filtereinheit in einer schematischen Seitenansicht;
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1b die Filtereinheit gemäß 1a in einer schematischen Aufsicht;
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1c die Filtereinheit gemäß 1a, 1b in einem schematischen Querschnitt;
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2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filtersystems mit drei erfindungsgemäßen Filtereinheiten;
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3a eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filtersystems mit zwei erfindungsgemäßen Filtereinheiten;
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3b einen schematischen Querschnitt durch das Filtersystem von 3a;
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4 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Filtersystem umfassend zwei erfindungsgemäße Filtereinheiten und mit einem zu den Filtereinheiten in Reihe geschalteten Zusatztopf.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1a zeigt eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Filtereinheit 10. Die Filtereinheit 10 weist einen Filtertopf 12 auf. Der Filtertopf 12 wird von einem Grundkörper 14 und einem Deckel 16 gebildet. Der Grundkörper 14 und der Deckel 16 sind an einer umlaufenden Trennfuge 18 fluiddicht miteinander verbunden. Die fluiddichte Verbindung ist hier stoffschlüssig durch Verschweißen realisiert.
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Der Grundkörper weist ein Bodenelement 20 und eine Seitenwandung 22 auf. Die Seitenwandung 22 verbindet das Bodenelement 20 mit dem Deckel 16. An der Seitenwandung 22 des Grundkörpers 14 sind hier zwei Anschlussstutzen 40a, 40b ausgebildet.
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Einstückig mit dem Deckel 16 ist ein Sammelleitungssegment 26 ausgebildet. Das Sammelleitungssegment 26 überspannt hier den Deckel 16 diametral entlang einer (gedachten) geraden Linie. Das Sammelleitungssegment 26 weist zwei offene Enden 28a, 28b auf. Die offenen Enden 28a, 28b des Sammelleitungssegments 26 sind oberhalb der Anschlussstutzen 40a, 40b des Grundkörpers 14 angeordnet. D. h., bei der dargestellten Ausführungsform liegen die Anschlussstutzen 40a, 40b und die offenen Enden 28a, 28b jeweils in einer gemeinsamen Ebene.
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Im Rahmen der Figurenbeschreibung wird von einer Durchströmung der Filtereinheit 10 vom Grundkörper zum Deckel ausgegangen, d. h. das Fluid tritt durch die Anschlussstutzen 40a, 40b des Grundkörpers 14 in dessen Innenraum ein und tritt durch das Sammelleitungssegment 26 wieder aus. Eine umgekehrte Durchströmung ist jedoch ebenfalls möglich. In diesem Fall tritt das Fluid durch das Leitungssegment 26 am Deckel 16 ein und strömt durch die Anschlussstutzen 40a, 40b am Grundkörper 14 wieder aus. Die im Folgenden als Reinraum und Vorraum bezeichneten Räume sind dann entsprechend umgekehrt angeordnet.
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In 1b ist eine schematische Aufsicht auf die Filtereinheit 10 von 1a dargestellt. Der Filtertopf 12 der Filtereinheit 10 ist hier mit einem runden (kreisförmigen) Querschnitt ausgebildet.
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1c zeigt einen schematischen Querschnitt entlang Ebene A-A (vgl. 1b) durch die Filtereinheit 10 von 1a, 1b. In dem Filtertopf 12 ist ein Filterelement 30 angeordnet. Das Filterelement 30 kann beispielsweise ein Rundelement, bevorzugt mit einem sternförmig gefalteten Filtermedium (nur schematisch dargestellt), sein. Das Filterelement 30 schließt hier unterseitig abdichtend mit einem zentralen, nach innen weisenden Vorsprung 32 an dem Bodenelement 20 des Grundkörpers 14 ab. Oberseitig kann das Filterelement 30 beispielsweise abdichtend an dem Deckel 16 anliegen. Das Filterelement 30 unterteilt somit den Filtertopf in einen Vorraum 34 und in einen Reinraum 36.
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In der Seitenwandung 22 des Grundkörpers 14 sind zwei Zugangsöffnungen 38a, 38b zu dem Vorraum 34 ausgebildet. Die Zugangsöffnungen 38a, 38b können beispielsweise jeweils an einem der Anschlussstutzen 40a, 40b ausgebildet sein. Über die Anschlussstutzen 40a, 40b können in einfacher Weise Leitungselemente wie Rohrelemente oder Schlauchelemente (nicht dargestellt) an den Grundkörper 14 angeschlossen und mit dem Vorraum 34 verbunden werden. Über die Zugangsöffnungen 38a, 38b an den Anschlussstutzten 40a, 40b kann im Betrieb der Filtereinheit 10 zu filterndes Fluid in den Vorraum 34 hinein bzw. aus dem Vorraum 34 heraus strömen.
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Das einstückig mit dem Deckel 16 ausgebildete Sammelleitungssegment 26 kann oberhalb des Filtertopfes 12 angeordnet sein. Das Sammelleitungssegment 26 ist zu dem Reinraum 36 hin eröffnet, beispielsweise durch einen Durchbruch 42. Durch den Durchbruch 42 kann im Betrieb der Filtereinheit 10 gefiltertes Fluid aus dem Reinraum 36 in das Sammelleitungssegment 26 strömen. Ein durchströmbarer Querschnitt des Sammelleitungssegments 26 kann sich von dem Durchbruch 42 zu den offenen Enden 28a, 28b hin erweitern. An den offenen Enden 28a, 28b kann gefiltertes Fluid aus der Filtereinheit 10 bezogen werden.
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Die Filtereinheit 10 kann sehr flach ausgeführt sein. Eine Bauhöhe H des Filtertopfs 12 ist hier Wesentlich kleiner als eine lichte Weite W des Filtertopfs 12. Die Bauhöhe H des Filtertopfs 12 entspricht bei der gezeigten Ausführungsform auch einer Höhe des Filterelements 30. Die lichte Weite W kann beispielsweise mehr als doppelt so groß sein wie die Bauhöhe H. Die Bauhöhe H kann insbesondere weniger als 4,5 cm betragen.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filtersystems 44a mit drei erfindungsgemäßen Filtereinheiten 10a–c. Filtertöpfe 12a–c der Filtereinheiten 10a–c sind hier unterschiedlich groß ausgeführt. Beispielsweise kann der Filtertopf 12b höher bauen als die Filtertöpfe 12a, und 12c.
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Jeder der Filtertöpfe 12a–c ist hier mit je zwei Anschlussstutzen 40c–h ausgeführt. Die Anschlussstutzen 40d und 40e sowie 40f und 40g sind hier jeweils durch Leitungselemente 46 verbunden. Die Leitungselemente 46 können beispielsweise Schlauchelemente sein, die auf die Anschlussstutzen 40d–40g aufgesteckt sind (nicht im Detail dargestellt). Der Anschlussstutzen 40h ist hier durch einen ersten Blindstopfen 48 verschlossen. Zu filterndes Fluid kann durch den Anschlussstutzen 40c zunächst in den Vorraum (verdeckt) in dem Filtertopf 12a und sodann in die jeweiligen Vorräume (verdeckt) der Filtertöpfe 12b und 12c strömen. Durch den ersten Blindstopfen 48 kann verhindert werden, dass ungefiltertes Fluid aus dem Filtersystem 44a austritt.
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An jedem der Filtertöpfe 12a–c ist ein Sammelleitungssegment 26a–c mit je zwei offenen Enden 28c–h ausgebildet. Die offenen Enden 28d und 28e sowie 28f und 28g sind jeweils durch Leitungselemente 46 verbunden. Die Leitungselemente 46 können beispielsweise Schlauchelemente sein, die auf die offenen Enden 28d–g aufgesteckt sind (nicht im Detail dargestellt). Die Sammelleitungssegmente 26a–c sind somit zu einer Gesamtsammelleitung 50 verbunden. Das offene Ende 28c des Sammelleitungssegments 26a bzw. der Gesamtsammelleitung 50 ist durch einen zweiten Blindstopfen 52 verschlossen. Gefiltertes Fluid kann somit an dem offenen Ende 28h aus der Gesamtsammelleitung 50 fließen. Mithin sind in der gezeigten Ausführungsform ein rohseitiger Einlass für zu filterndes Fluid als der Anschlussstutzen 40c und ein reinseitiger Auslass für gefiltertes Fluid als das offene Ende 28h an verschiedenen Filtereinheiten 10a bzw. 10c ausgebildet.
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3a zeigt eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filtersystems 44b mit zwei erfindungsgemäßen Filtereinheiten 10d, 10e. Filtertöpfe 12d, 12e der Filtereinheiten 10d, 10e sind hier mit je zwei Anschlussstutzen 40i–l ausgeführt. Die Anschlussstutzen 40j und 40k sind hier durchströmbar verbunden. Die durchströmbare Verbindung kann beispielsweise durch ein Rohrelement 54a gebildet sein, das auf die Anschlussstutzen 40j, 40k aufgesteckt ist. Jede der Filtereinheiten 10d, 10e weist oberseitig ein Sammelleitungssegment 26d, 26e auf. Jedes der Sammelleitungssegmente 26d, 26e weist wiederum je zwei offene Enden 28i–l auf. Die offenen Enden 28j und 28k sind durchströmbar verbunden. Die durchströmbare Verbindung kann beispielsweise durch ein weiteres Rohrelement 54b gebildet sein, das auf die offenen Enden 28j, 28k aufgesteckt ist. Die Rohrelemente 54a, 54b sind aus zeichnerischen Gründen sehr kurz dargestellt. In der Praxis können die Rohrelemente 54a, 54b deutlich länger und insbesondere (auch mehrfach) gebogen oder abgewinkelt ausgeführt werden. Der Anschlussstutzen 40i und das offene Ende 28i an der Filtereinheit 10d sind hier durch einen einteiligen Doppelstopfen 56 verschlossen. Mithin sind in der Ausführungsform von 3a ein rohseitiger Einlass für zu filterndes Fluid als der Anschlussstutzen 40l und ein reinseitiger Auslass für gefiltertes Fluid als das offene Ende 28l an derselben Filtereinheit 10e ausgebildet.
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In 3b ist das Filtersystem 44b von 3a schematisch im Querschnitt dargestellt. Die Sammelleitungssegmente 26d, 26e werden durch das Rohrelement 54b zu einer Gesamtsammelleitung 50 verbunden. Vorräume 34a, 34b in den Filtertöpfen 12d, 12e werden durch das Rohrelement 54a zu einem Vorraumsystem 58 verbunden.
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Der einteilige Doppelstopfen 56 weist einen zweiten Blindstopfen 52 auf, mit dem die Gesamtsammelleitung 50 einseitig verschlossen ist. Der einteilige Doppelstopfen 56 weist ferner einen ersten Blindstopfen 48 auf, mit dem der Anschlussstutzen 40i verschlossen ist. Zu filterndes Fluid kann somit durch den Anschlussstutzen 40l in das Vorraumsystem 58 strömen. Nach der Filtration durch Filterelemente 30a, 30b, die in den Filtertöpfen 12d, 12e angeordnet sind, kann gefiltertes Fluid aus dem offenen Ende 28l der Gesamtsammelleitung 50 fließen. Die Filterelemente 30a und 30b sind dabei fluidisch parallel geschaltet. D. h., das Fluid kann entweder durch das Filterelement 30a oder durch das Filterelement 30b strömen. In der Gesamtsammelleitung 50 strömt das gefilterte Fluid zusammen.
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4 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 60 mit einem erfindungsgemäßen Filtersystem 44c. Das Filtersystem 44c umfasst zwei erfindungsgemäße Filtereinheiten 10f, 10g und einen zu den Filtereinheiten 10f, 10g in Reihe geschalteten Zusatztopf 62. Das Kraftfahrzeug weist ferner einen Antriebsmotor 64 und einen Kraftstofftank 66 auf. Das Filtersystem 44c oder Komponenten davon, insbesondere eine oder mehrere der Filtereinheiten 10f, 10g, können beispielsweise nahe eines Unterbodens 68 des Kraftfahrzeugs 60 oder in Zwischenräumen in einem Motorraum 70 des Kraftfahrzeugs 60 angeordnet sein.
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Zu filterndes Fluid, hier Kraftstoff, kann aus dem Kraftstofftank 66 in das Filtersystem 44c fließen. Der Kraftstoff fließt zunächst in den Zusatztopf 62 des Filtersystems 44c. In dem Zusatztopf 62 können beispielsweise ein Wasserabscheider und/oder ein Heizmodul und/oder Sensorik angeordnet sein (nicht dargestellt). Durch die Einrichtungen in dem Zusatztopf kann das Fluid mithin vorbehandelt werden. In nicht gezeigter, alternativer Ausführungsform kann der Zusatztopf auch den Filtereinheiten nachgeschaltet sein. Weiterhin ist es denkbar, die Zusatzfunktionen in einen Filtertopf mit Filtereinheit zu integrieren, sodass kein zusätzlicher Topf erforderlich ist.
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Aus dem Zusatztopf 62 gelangt das Fluid in der dargestellten Ausführungsform sodann in ein rohseitiges Vorraumsystem 58 des Filtersystems 44c. In Filtertöpfen 12f, 12g der Filtereinheiten 10f, 10g ist hier jeweils ein Filterelement 30c, 30d angeordnet. Die Filterelemente 30c, 30d können beispielsweise als von unten nach oben durchströmbare Flachelemente, bevorzugt mit einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium (nicht im Detail dargestellt), ausgebildet sein. Der Einsatz so genannter Hohlelemente mit einem ringförmig geschlossenen gefalteten Filtermedium, die radial von innen nach außen oder von außen nach innen durchströmbar sind, ist jedoch ebenfalls möglich. Nach dem Durchtritt durch die parallel geschalteten Filterelemente 30c, 30d gelangt das Fluid reinseitig in eine Gesamtsammelleitung 50. Aus der Gesamtsammelleitung 50 kann das gefilterte Fluid dem Antriebsmotor 64 zugeführt werden.
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Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Filtereinheit 10, 10a–g, ein Filtersystem 44a–c mit zumindest zwei erfindungsgemäßen Filtereinheiten 10, 10a–g sowie ein Kraftfahrzeug 60 mit einem erfindungsgemäßen Filtersystem 44a–c. Ein Filtertopf 12, 12a–g der Filtereinheit 10, 10a–g wird von einem Grundkörper 14 und einem Deckel 16 gebildet. In einer Seitenwandung 22 des Grundkörpers 14 sind zumindest zwei Zugangsöffnungen 38a–b zu einem Vorraum 34, 34a–b in dem Filtertopf 12, 12a–g ausgebildet. Einstückig mit dem Deckel 16 ist ein Sammelleitungssegment 26, 26a–e ausgebildet, das von einem Reinraum 36 in dem Filtertopf 12, 12a–g zu zumindest zwei offenen Enden 28a–l führt. Das erfindungsgemäße Filtersystem 44a–c weist zumindest zwei erfindungsgemäße Filtereinheiten 10, 10a–g auf, deren Filterelemente 30, 30a–d parallel durchströmbar sind. Durch die Erfindung wird das platzsparende Anordnen von Filtereinheiten 10, 10a–g bzw. Filtersystemen 44a–c in beengten und/oder komplex geformten Einbauräumen, insbesondere in Kraftfahrzeugen 60, erleichtert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2005/0045552 A1 [0003]
- EP 0991457 B1 [0004]
