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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtereinrichtung, insbesondere einen Kraftstofffilter, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 10 2006 060 128 A1 ist ein beheizbarer Kraftstofffilter eines Fahrzeug-Verbrennungsmotors bekannt. Der Kraftstofffilter weist in einem Filtergehäuse ein ringförmiges Filterelement auf, das radial von außen nach innen von dem Kraftstoff durchströmt wird. In den Gehäusedeckel des Kraftstofffilters ist eine Stabheizung eingesetzt, die dazu dient, den Kraftstoff vor der Durchströmung des Filterelementes zu erwärmen. Der Gehäusedeckel weist eine zentrale Ausnehmung auf, in die die Stabheizung eingesetzt ist, wobei die Zufuhr des Kraftstoffes in die Stabheizung über einen Zulaufstutzen erfolgt, der ebenfalls an dem Gehäusedeckel gehalten ist, wobei die Strömungsführung des Kraftstoffes über den Zulaufstutzen über einen Abschnitt des Gehäusedeckels und weiter zur Stabheizung erfolgt. Auch die Ableitung des gereinigten Kraftstoffes erfolgt über einen Stutzen, der am Gehäusedeckel angeordnet ist.
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Aus der
DE 10 2011 088 908 A1 ist eine Filtereinrichtung bekannt mit einem einen Deckel aufweisenden Filtergehäuse, an dem eine Heizeinrichtung befestigt ist. Die Heizeinrichtung ist über einen Bajonettverschluss am Deckel der Filtereinrichtung fixiert.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine beheizbare Filtereinrichtung mit einfachen konstruktiven Maßnahmen in der Weise auszubilden, dass eine Stabheizung der Filtereinrichtung leicht entnommen und wieder eingesetzt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung wird vorzugsweise zur Flüssigkeitsfiltration, insbesondere zur Kraftstofffiltration in Fahrzeugen mit Brennkraftmaschine eingesetzt. Die Filtereinrichtung weist ein Filtergehäuse zur Aufnahme eines Filterelementes auf, beispielsweise eines ringförmigen Filterelementes, das in Radialrichtung von dem zu reinigenden Fluid durchströmbar ist. Des Weiteren umfasst die Filtereinrichtung einen Gehäusedeckel zum Verschließen des Filtergehäuses sowie eine Stabheizung, die in eine Öffnung im Gehäusedeckel eingesetzt ist. Über die Stabheizung wird das Fluid vor dem Durchströmen des Filterelementes erwärmt.
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Auf den Gehäusedeckel ist ein separat ausgebildetes Trägerteil aufgesetzt, das Träger der Stabheizung ist. Die Stabheizung ist somit nicht unmittelbar am Gehäusedeckel angeordnet, sondern an dem Trägerteil, das vorzugsweise ringförmig ausgebildet ist und auf dem Gehäusedeckel aufsitzt. Das Trägerteil bildet ein separat von dem Gehäusedeckel ausgeführtes Bauteil und ist vorzugsweise fest mit dem Gehäusedeckel verbunden, insbesondere lösbar, beispielsweise mit dem Gehäusedeckel verschraubt, wobei auch eine nicht-lösbare Verbindung wie zum Beispiel Löten in Betracht kommt.
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Das Trägerteil ist zusätzlich Träger eines Zulaufstutzens für die Zufuhr von Fluid zur Stabheizung sowie eines Ablaufstutzens, über den das Fluid aus der Filtereinrichtung abgeleitet werden kann. Die Stabheizung sowie der Zulaufstutzen und der Ablaufstutzen befinden sich alle an dem Trägerteil und können bei einem Austausch des Filterelementes, gegebenenfalls einschließlich Filtergehäuse, beibehalten werden, indem zunächst das Trägerteil mitsamt Stabheizung und Zulauf- und Ablaufstutzen entfernt und anschließend das Filterelement bzw. das Filtergehäuse einschließlich Filterelement ausgetauscht wird, woraufhin die Stabheizung mit Zulauf- und Ablaufstutzen wieder in die Position auf dem Gehäusedeckel aufgesetzt wird. Die Stabheizung einschließlich Zulauf- und Ablaufstutzen ist nicht als Wegwerfteil konzipiert, sondern als dauerhaft in der Filtereinrichtung verbleibende Baueinheit, deren Lebensdauer üblicherweise höher ist als diejenige des Filterelements. Bei einem erneuten Aufsetzen der Stabheizung und der Stutzen auf den Gehäusedeckel muss lediglich das Trägerteil mit dem Gehäusedeckel oder einem sonstigen Bauteil der Filtereinrichtung verbunden werden.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass der Gehäusedeckel konstruktiv einfach aufgebaut sein kann. Die gesamte Strömungsführung zur Zufuhr und zur Ableitung des Fluids verläuft über den Zulauf- und Ablaufstutzen sowie gegebenenfalls über einzelne Abschnitte des Trägerteils und ist somit unabhängig vom Gehäusedeckel.
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Bei einem Austausch des Filterelementes oder gegebenenfalls des Filtergehäuses einschließlich Filterelement können die Stutzen für die Zufuhr und Ableitung des Fluids beibehalten werden. Gegebenenfalls können die Stutzen sowie die Stabheizung in ihrer angeschlossenen Position verbleiben, während das Filterelement oder gegebenenfalls das Filtergehäuse mit dem Filterelement ausgetauscht wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführung werden die Stutzen an die Außenseite des Trägerteils angeschlossen, wohingegen die Stabheizung an der Innenseite einer Wandung des Trägerteils anliegt. Die Stutzen – der Zulauf- und der Ablaufstutzen – liegen bevorzugt radial außerhalb der Stabheizung, wobei in Radialrichtung die Stutzen vorteilhafterweise nicht über die Mantelfläche des Filtergehäuses hinausragen. Die Stutzen befinden sich axial an der Außenseite des Gehäusedeckels. Die Stabheizung befindet sich vorteilhafterweise abschnittsweise axial außerhalb des Gehäusedeckels und ragt mit einem weiteren Abschnitt in das Filtergehäuse ein, insbesondere in einen Innenraum des Filterelementes, das vorzugsweise als hohlzylindrisches Rundfilterelement ausgebildet ist und in Radialrichtung von dem zu reinigenden Fluid durchströmt wird.
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Das Trägerteil ist vorteilhafterweise ringförmig ausgebildet und befindet sich auf der Außenseite des Gehäusedeckels. In Radialrichtung erstreckt sich das Trägerteil bevorzugt nicht über die Mantelfläche des Filtergehäuses hinaus.
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Erfindungsgemäß weist das Trägerteil radial versetzt zwei Wandungen auf, wobei in die radial außen liegende Wandung Durchstecköffnungen eingebracht sind, in die der Zulauf- und der Ablaufstutzen eingesteckt sind, so dass diese an der radial außen liegenden Wandung abgestützt sind. Die radial innen liegende Wandung ist Träger der Stabheizung.
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Die Strömungszufuhr bzw. Ableitung erfolgt vorzugsweise über Strömungsöffnungen in einer Wandung des Trägerteils. In der erfindungsgemäßen Ausführung des Trägerteils mit zwei radial versetzten Wandungen befinden sich die Strömungsöffnungen in der radial innen liegenden Wandung, so dass das Fluid über den Zulaufstutzen und die Strömungsöffnung in der innen liegenden Wandung zur Stabheizung geführt wird, die sich an der innen liegenden Wandung abstützt. Die Ableitung des Fluids erfolgt durch die weitere Strömungsöffnung in der innen liegenden Wandung zum Ablaufstutzen.
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Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung weist das Trägerteil einen konusförmigen Trägerabschnitt auf. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass mit dem Einsetzen der Stabheizung eine Selbstzentrierung in dem Trägerteil erfolgt. Auch die Stabheizung weist vorteilhafterweise einen konusförmigen Abschnitt auf, dessen Konuswinkel bevorzugt gleich ist wie der konusförmige Trägerabschnitt des Trägerteils. An den konusförmigen Abschnitt der Stabheizung schließt sich vorzugsweise ein geradliniger Abschnitt an, insbesondere in Zylinderform, der in das Innere des Filtergehäuses hineinragt und sich in der Ausführung des Filterelementes als hohlzylindrisches Rundfilterelement im Innenraum des Filterelementes befindet.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung sind der Zulauf- und der Ablaufstutzen gewinkelt ausgebildet. Beide Stutzen weisen vorteilhafterweise im montierten Zustand einen axial und einen radial verlaufenden Abschnitt auf, wobei der radial verlaufende Abschnitt an dem Trägerteil angeordnet bzw. befestigt ist. Die Befestigung der Stutzen erfolgt vorzugsweise ausschließlich an dem Trägerteil.
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Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist die Stabheizung mit dem Trägerteil verschraubt. Am Trägerteil können Verschraubungsbuchsen angeordnet sein, über die die Stabheizung mit dem Trägerteil verschraubbar ist.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Filtereinrichtung, insbesondere einen Kraftstofffilter, die ein Filtergehäuse zur Aufnahme eines Filterelements und einen auf das Filtergehäuse aufsetzbaren Gehäusedeckel umfasst sowie eine Stabheizung, die durch eine Öffnung im Gehäusedeckel hindurchgeführt ist. Die Außenwand der Stabheizung ist konusförmig ausgebildet und in einem ebenfalls konusförmigen Sitz eines Gehäusebauteils aufgenommen. Der gehäuseseitige, konusförmige Sitz befindet sich vorzugsweise an dem Trägerteil, das separat vom Gehäusedeckel ausgebildet und auf diesen aufgesetzt und mit diesem verbunden ist. Es ist aber auch möglich, einen Abschnitt des Gehäusedeckels konusförmig auszuführen und als Sitz zur Aufnahme der Stabheizung auszubilden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer als Kraftstofffilter ausgeführten Filtereinrichtung, die mit einer Stabheizung versehen ist, welche an einem am Gehäusedeckel angeordneten Trägerteil aufgenommen ist,
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2 eine Draufsicht auf die Filtereinrichtung,
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3 eine Ansicht gemäß Schnittlinie III-III aus 2,
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4 eine Ansicht gemäß Schnittlinie IV-IV aus 2.
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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 den 1 bis 4 ist eine Filtereinrichtung 1 dargestellt, die als beheizter Kraftstofffilter ausgeführt ist. Die Filtereinrichtung 1 weist ein Filtergehäuse 2 zur Aufnahme eines vorzugsweise ringförmigen Filterelementes auf, wobei das topfförmige Filtergehäuse 2 von einem Gehäusedeckel 3 verschließbar ist. Auf dem Gehäusedeckel 3 befindet sich ein ringförmiges Trägerteil 4, das Träger einer Stabheizung 5 ist, über die der Kraftstoff vor dem Durchströmen des Filterelementes erwärmt wird. Das Trägerteil 4 ist separat von dem Gehäusedeckel 3 ausgebildet, jedoch fest mit der Außenseite des Gehäusedeckels 3 verbunden, beispielsweise angelötet oder angeschraubt. Die Stabheizung 5 weist einen konusförmigen Abschnitt auf, der außerhalb des Filtergehäuses 2 angeordnet und in dem Trägerteil 4 aufgenommen ist, sowie einen geradlinigen, vorzugsweise zylindrischen Abschnitt, der in das Filtergehäuse 2 hineinragt.
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Die Stabheizung 5 ist am Trägerteil 4 angeschraubt. Die Verschraubung erfolgt über Schrauben 7, die in Verschraubungsbuchsen 6 eingeschraubt werden, welche an der radial außen liegenden Seite des Trägerteils 4 angeformt sind. Über die Schrauben 7 wird das Gehäuse 8 der Stabheizung 5 mit der Verschraubungsbuchse 6 verschraubt (siehe auch 4).
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An der Stabheizung 5 befindet sich ein elektrischer Anschlussstecker 9 (1, 2), über den die Stabheizung 5 elektrisch versorgt wird. Der Anschlussstecker 9 befindet sich außerhalb des Filtergehäuses 2 und ragt in Radialrichtung über den Außenmantel des topfförmigen Filtergehäuses 2 hinaus.
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An dem ringförmigen Trägerteil 4 sind ein Zulaufstutzen 11 und ein Ablaufstutzen 12 angeordnet, über die der Kraftstoff zugeführt bzw. abgeleitet wird. Beide Stutzen 11, 12 sind winkelförmig ausgebildet und weisen einen axialen und einen radialen Abschnitt auf, wobei der radiale Abschnitt an dem Trägerteil 4 befestigt ist.
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Das Trägerteil 4 besitzt eine radial außen liegende Wandung 13 sowie eine radial innen liegende Wandung 14, die konusförmig ausgebildet ist. In die radial außen liegende Wandung 13 sind auf diametral gegenüberliegenden Seiten Durchstecköffnungen 15 zur Aufnahme des Zulaufstutzens 11 bzw. Ablaufstutzens 12 eingebracht. In die radial innen liegende Wandung 14 sind ebenfalls auf diametral gegenüberliegenden Seiten Strömungsöffnungen 16 eingebracht, an die der Zulaufstutzen 11 und der Ablaufstutzen 12 angeschlossen sind. Wie insbesondere 3 zu entnehmen, erfolgt in Pfeilrichtung die Zufuhr des Kraftstoffes über den Zulaufstutzen 11, wobei der Kraftstoff über die Strömungsöffnung 16 in der radial innen liegenden Wand 14 des Trägerteils 4 sowie eine weitere Öffnung in dem Gehäuse 8 in das Innere der Stabheizung 5 geführt wird. Die Ableitung des gereinigten Kraftstoffes erfolgt auf der diametral gegenüberliegenden Seite über eine weitere Öffnung in dem Gehäuse 8 der Stabheizung 5 und die Strömungsöffnung 16 in der radial innen liegenden konischen Wandung 14 sowie weiter über den Ablaufstutzen 12.
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Wie den Schnittdarstellungen gemäß den 3 und 4 zu entnehmen, weisen der Gehäusedeckel 3 und das Trägerteil 4 zentrische, koaxiale Öffnungen auf, durch die die Stabheizung 5 hindurchragt. Der außerhalb des Gehäusedeckels 3 liegende Abschnitt der Stabheizung 5 ist konisch ausgebildet und sitzt auf der radial innen liegenden Wandung 14 des Trägerteils 4 auf, die mit gleichem Konuswinkel ausgeführt ist. Innerhalb des Filtergehäuses 2 erstreckt sich der geradlinige Abschnitt der Stabheizung 6 in Achsrichtung und befindet sich, wie in 3 andeutungsweise dargestellt, innerhalb des als Rundfilterelement ausgeführten Filterelementes 17.
