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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsfilter mit einem Filtergehäuse, umfassend ein unteres Filtergehäuseteil sowie ein über ein Umfangsgewinde mit dem unteren Filtergehäuse verschraubbares oberes Filtergehäuseteil, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 103 52 424 B4 ist ein gattungsgemäßes Flüssigkeitsfilter mit einem, ein unteres Filtergehäuseteil und ein damit über ein Umfangsgewinde verschraubbares oberes Filtergehäuseteil bekannt, wobei in dem Filtergehäuse ein Ringfilterelement einsetzbar ist, welches an seiner, dem Boden des unteren Filtergehäuseteils zugeordneten, Stirnseite ein exzentrisch angeordnetes und axial abstehendes Steckverschlusselement zum Verschluss eines in dem Boden des unteren Filtergehäuseteils vorgesehenen Leerlaufkanals aufweist. Um dabei eine Beschädigung des Steckverschlusselements vermeiden zu können, ist vorgesehen, dieses vom filtergehäusetopfseitigen Führungsmittel getrennt auszubilden.
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Aus der
DE 10 2007 009 352 A1 ist ebenfalls ein Flüssigkeitsfilter, insbesondere ein Ölfilter zum Reinigen von Schmieröl, bekannt, umfassend einen Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Ringfilterelements, einen an einem Gehäuse befestigbaren Deckel zum Verschließen des Aufnahmeraums, einen Einlass für Rohflüssigkeit, einen Auslass für gereinigte Flüssigkeit sowie einen im Einbauzustand unten am Aufnahmeraum angeordneten Leerlauf, durch welchen der Aufnahmeraum beim Entfernen des Filters entleerbar ist. Über einen am Ringfilterelement angeordneten Verschluss, der den Leerlauf verschließt, sofern das Ringfilterelement in den Aufnahmeraum eingesetzt und der Aufnahmeraum mit dem Deckel verschlossen ist, kann eine zuverlässige Funktion des Flüssigkeitsfilters sichergestellt werden. Zur Erzielung einer anderen Einbaulage ist der dem Aufnahmeraum verschließende Deckel im Einbauzustand unten am Gehäuse angeordnet und enthält zugleich den Leerlauf.
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Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Flüssigkeitsfiltern ist jedoch, dass zu einer schließfähigen Ausrichtung des Steckverschlusselements zum Leerlaufkanal eine vergleichsweise aufwendige Rampengeometrie entweder am Ringfilterelement selbst und/oder am unteren Filtergehäuseteil vorgesehen ist. Diese vergleichsweise aufwendige Führungsgeometrie bzw. Führungsrampe bedingt dabei eine vergleichsweise aufwendige und teure Herstellung.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für ein Flüssigkeitsfilter der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen konstruktiv einfachere Ausbildung und eine kostengünstigere Herstellung auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine schließfähige Ausrichtung eines Steckverschlusselements an einem Ringfilterelement relativ zu einem Leerlaufkanal in einem Filtergehäuse ausschließlich durch einen direkt mit dem Steckverschlusselement zusammenwirkenden filtergehäuseseitigen Anschlag zu erzielen, so dass die bislang hierfür erforderliche Führungsgeometrie bzw. Führungsrampe entfallen und dadurch sowohl die Konstruktions- als auch die Herstellungskosten hierfür entfallen können. Das erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter besitzt dabei ein Filtergehäuse, umfassend ein insbesondere topfförmiges, unteres Filtergehäuseteil sowie ein über ein Umfangsgewinde mit dem unteren Filtergehäuseteil verschraubbares, oberes Filtergehäuseteil. In das Filtergehäuse selbst ist ein Ringfilterelement einsetzbar, das drehbar über eine Reibschlussverbindung am oberen Filtergehäuseteil angebunden ist und an seiner, dem Boden des unteren Filtergehäuseteils zuzuordnenden, Stirnseite ein exzentrisch angeordnetes und axial abstehendes Steckverschlusselement zum Verschluss eines in dem Boden des unteren Filtergehäuseteils vorgesehenen Leerlaufkanals aufweist. Erfindungsgemäß ist nun am unteren Filtergehäuseteil direkt neben dem Leerlaufkanal ein Anschlag für das Steckverschlusselement vorgesehen, der derart angeordnet und ausgerichtet ist, dass bei einem Verschrauben der beiden Filtergehäuseteile miteinander eine schließfähige Ausrichtung des Steckverschlusselements zum Leerlaufkanal allein durch ein Anstoßen des Steckverschlusselements am Anschlag erfolgt. Weitere Führungsmittel bzw. Führungsrampen oder Führungsgeometrien sind bei dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilter nicht erforderlich, so dass sämtliche Kosten hierfür entfallen. Von weiterem entscheidendem Vorteil ist darüber hinaus, dass der nun nicht mehr durch derartige Führungsrampen belegte Bauraum im unteren Filtergehäuseteil für eine andere Verwendung zur Verfügung steht. Dies ist insbesondere deshalb von großem Vorteil, da die Rampe im unteren Filtergehäuseteil einen nicht zu unterschätzenden Platzbedarf erfordert, welcher für andere Bauteile, beispielsweise den Einbau von Sensoren, fehlt. Durch den Entfall derartiger Führungsgeometrien bzw. Führungsrampen wird auch für die Herstellung des unteren Filtergehäuseteils weniger Material benötigt, wodurch sich Ressourcenvorteile und Vorteile hinsichtlich der aufzuwendenden Materialkosten ergeben.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist der Anschlag als axial nach innen in das untere Filtergehäuseteil abstehender Steg ausgebildet. Dies stellt eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform dar, die mehrere Vorteile vereint: Zum einen kann ein derartiger Steg vergleichsweise einfach durch eine entsprechende Kavität in einem Kunststoffspritzwerkzeug hergestellt werden, wobei insbesondere eine konische Geometrie, die ein Trennen der einzelnen Kunststoffspritzgussformen begünstigt, von Vorteil ist. Darüber hinaus beeinflusst ein derartiger Steg eine Strömung im unteren Filtergehäuseteil nicht oder nur marginal, aber auf jeden Fall aber deutlich weniger, wie eine aus dem Stand der Technik bekannte und in diesem Bereich vorgesehene Führungsrampe. Durch die Integration des Stegs durch das Vorstehen einer entsprechenden Kavität in einem Kunststoffspritzgusswerkzeug lässt sich in diesem Fall der Anschlag auch vergleichsweise kostengünstig herstellen, insbesondere einstückig mit dem unteren Filtergehäuseteil, so dass der Steg in diesem Fall zusammen mit dem unteren Filtergehäuseteil in einem gemeinsamen Arbeitsschritt gespritzt wird. Auch bei der Ausbildung des unteren Filtergehäuseteils als metallisches Gussbauteil, kann ein derart als Steg ausgebildeter Anschlag vergleichsweise einfach durch Vorsehen einer entsprechenden Kavität in einer Gussform realisiert werden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind das Umfangsgewinde, das Steckverschlusselement sowie das untere Filtergehäuseteil derart aufeinander abgestimmt, dass das Umfangsgewinde erst dann greift, wenn das Steckverschlusselement schließfähig, d.h. insbesondere fluchtend zum Leerlaufkanal, ausgerichtet ist. In diesem Fall wird somit zunächst bei einem Zusammenbau das Ringfilterelement über seine Reibschlussverbindung im oberen Filtergehäuseteil fixiert und anschließend das untere Filtergehäuseteil von unten über das Ringfilterelement aufgeschoben. Danach erfolgt ein Verdrehen des unteren Filtergehäuseteils relativ zum oberen Filtergehäuseteil, wobei das Umfangsgewinde so lange nicht greift, bis das Ringfilterelement mit seinem Steckverschlusselement am Anschlag anstößt und dadurch noch eine gewisse Axialbewegung des unteren Filtergehäuseteils nach oben in Richtung des oberen Filtergehäuseteils ermöglicht, bis das Umfangsgewinde greift. Nun wird bei einem weiteren Aufschrauben des unteren Filtergehäuseteils auf das obere Gehäuseteil das Ringfilterelement mit dem unteren Filtergehäuseteil mitgedreht, da es mit seinem Steckverschlusselement am filtergehäuseteilseitigen Anschlag anliegt und zugleich in den Leerlaufkanal eingreift. Bei einem weiteren Verdrehen des unteren Filtergehäuseteils relativ zum oberen Filtergehäuseteil erfolgt nun eine Axialverstellung des unteren Filtergehäuseteils relativ zum oberen Filtergehäuseteil und zugleich relativ zum Ringfilterelement, wodurch dieses zunehmend mit seinem Steckverschlusselement in den Leerlaufkanal am unteren Filtergehäuseteil eintaucht und diesen bei vollständig aufgeschraubtem unteren Filtergehäuseteil verschließt. Das Mitdrehen des Ringfilterelements beim Abschrauben des unteren Filtergehäuseteils wird dabei dadurch gewährleistet, dass der zwischen dem Ringfilterelement und dem oberen Filtergehäuseteil herrschende Reibschluss im Bereich der Reibschlussverbindung überwunden wird, sofern das Steckverschlusselement des Ringfilterelements in den Leerlaufkanal am unteren Filtergehäuseteil eingreift oder aber zumindest das Steckverschlusselement am Anschlag des unteren Filtergehäuseteils anliegt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist das Flüssigkeitsfilter als Ölfilter oder als Kraftstofffilter für ein oder in einem Kraftfahrzeug ausgebildet. Bereits diese nicht abschließende Aufzählung lässt erahnen, welche mannigfaltige Einsatzgebiete für das erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter denkbar sind, so ist dieses beispielsweise selbstverständlich auch als Wasserfilter oder als Hydraulikfilter ausbildbar.
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Zweckmäßig ist das Steckverschlusselement einstückig mit einer unteren Endscheibe des Ringfilterelements ausgebildet. Hierdurch ist eine vergleichsweise technisch einfache und dadurch auch kostengünstige Herstellung des Steckverschlusselements in der Art eines exzentrisch und axial abstehenden Pins denkbar. Zum dichten Verschließen beim Eintauchen des Pins bzw. des Steckverschlusselements in den zugehörigen Leerlaufkanal am unteren Filtergehäuseteil, kann noch eine Ringdichtung vorgesehen sein, die in eine entsprechende Nut am Steckverschlusselement eingelegt ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist das obere Filtergehäuseteil einen zentral und axial in Richtung des Ringfilterelements abstehenden Dom auf. Zusätzlich weist das Ringfilterelement eine obere offene Endscheibe mit einem elastisch verformbaren Innenrand auf, der bei montiertem Flüssigkeitsfilter elastisch gegen eine Außenmantelfläche des Doms vorgespannt ist und dadurch zumindest einen Teil der Reibschlussverbindung bildet. Ein anderer Teil der Reibschlussverbindung kann durch Zusammenwirken der oberen Endscheibe mit einer Innenseite des oberen Filtergehäuseteils gebildet sein. Durch eine entsprechende komplementäre Ausbildung des ringfilterelementseitigen Innenrandes und des Doms kann dabei auch Einfluss auf den Reibschluss zwischen dem Ringfilterelement und dem oberen Filtergehäuseteil genommen werden.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
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1a eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Flüssigkeitsfilter bei noch nicht mit einem oberen Filtergehäuseteil verschraubtem unteren Filtergehäuseteil,
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1b eine Darstellung wie in 1a, jedoch bei vollständig mit dem oberen Filtergehäuseteil verschraubtem unteren Filtergehäuseteil und bei in einen Leerlaufkanal am unteren Filtergehäuseteil dicht eingestecktem Steckverschlusselement,
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2a eine Darstellung wie in 1a, jedoch in einer anderen Schnittebene,
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2b eine Darstellung wie in 1b, jedoch gemäß der in 2a dargestellten Schnittebene,
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3 eine Ansicht von oben in ein unteres Filtergehäuseteil.
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Entsprechend den 1 und 2, weist ein erfindungsgemäßes Flüssigkeitsfilter 1, welches beispielsweise als Ölfilter oder als Kraftstofffilter in einem Kraftfahrzeug ausgebildet sein kann, ein Filtergehäuse 2 auf, umfassend ein insbesondere topfförmiges, unteres Filtergehäuseteil 3, welches über ein Umfangsgewinde 4 mit einem oberen Filtergehäuse 5 verschraubbar ist. In dem Filtergehäuse 2 ist ein austauschbar einsetzbares Ringfilterelement 6 angeordnet, das reibschlüssig drehbar über eine Reibschlussverbindung 7 mit dem oberen Filtergehäuseteil 5 verbindbar ist und an seiner, einem Boden 8 des unteren Filtergehäuseteils 3 zugeordneten Stirnseite, beispielsweise einer Endscheibe 9, ein exzentrisch angeordnetes und axial abstehendes Steckverschlusselement 10 zum Verschließen eines in dem Boden 8 des unteren Filtergehäuseteils 3 vorgesehenen Leerlaufkanals 11 aufweist. Erfindungsgemäß ist nun am unteren Filtergehäuseteil 3 direkt neben dem Leerlaufkanal 11 bzw. direkt neben einem Eingang 12 in den Leerlaufkanal 11 ein Anschlag 13 für das Steckverschlusselement 10 vorgesehen, der derart angeordnet und ausgerichtet ist, dass bei einem Verschrauben der beiden Filtergehäuseteile 3, 5 miteinander eine schließfähige Ausrichtung des Steckverschlusselements 10 zum Leerlaufkanal 11 erfolgt. Der Anschlag 13 ist dabei vorzugsweise als konstruktiv äußerst einfacher, nach innen abstehender Steg 14 ausgebildet und dadurch kostengünstig herzustellen.
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Im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Flüssigkeitsfiltern ist es bei dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilter 1 erstmals möglich, auf die bislang erforderliche und aufwendige Rampengeometrie zur Führung des Steckverschlusselements 10 zu verzichten, wodurch sich nicht nur die Herstellung des unteren Filtergehäuseteils 3, beispielsweise eines Filtergehäusetopfes, vereinfachen lässt, was sich in einer Reduzierung der Herstellungskosten niederschlägt, sondern wodurch sich zusätzlich auch der bislang durch die Führungsgeometrien bzw. Führungsrampen belegte Bauraum frei wird und sich nun anderweitig nutzen lässt.
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Vorzugsweise sind/ist das obere Filtergehäuseteil 5 und/oder das untere Filtergehäuseteil 3 als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet, wobei insbesondere die Ausbildung des unteren Filtergehäuseteils 3 als Kunststoffspritzgussteil zusätzlich den Vorteil bietet, dass der Anschlag 13 durch das Vorsehen einer entsprechenden Kavität im zugehörigen Kunststoffspritzgusswerkzeug vergleichsweise einfach mit keinen bzw. lediglich marginalen Mehrkosten hergestellt werden kann. Sollte beispielsweise das untere Filtergehäuseteil 3 als metallisches Druckgussteil ausgebildet werden, so kann auch hier der Anschlag 13 durch das entsprechende Vorsehen einer Kavität im zugehörigen Druckgusswerkzeug einfach realisiert werden.
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Die Reibschlussverbindung 7 wird dabei durch zwei miteinander zusammenwirkende Geometrien realisiert, wozu am oberen Filtergehäuseteil 5 ein zentral und axial in Richtung des Ringfilterelements 6 abstehender Dom 15 vorgesehen ist, und wozu das Ringfilterelement 6 eine obere, offene Endscheibe 16 mit einem elastisch verformbaren Innenrand 17 aufweist, der bei montiertem Flüssigkeitsfilter 1 elastisch gegen den Dom 15 vorgespannt ist und dadurch zumindest einen Teil der Reibschlussverbindung 7 bildet (vgl. 4). Ein anderer Teil der Reibschlussverbindung 7 kann durch Zusammenwirken der oberen Endscheibe 16 mit einer Innenseite des oberen Filtergehäuseteils 5 gebildet sein.
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Das Steckverschlusselement 10 ist vorzugsweise in bekannter Weise einstückig mit der unteren Endscheibe 9 des Ringfilterelements 6 ausgebildet und kann dadurch in einem gemeinsamen Kunststoffspritzgussvorgang mit dieser hergestellt werden.
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Darüber hinaus sind das Umfangsgewinde 4, das Steckverschlusselement 10, insbesondere dessen axiale Länge, sowie das untere Filtergehäuseteil 3 derart aufeinander abgestimmt, dass das Umfangsgewinde 4 erst dann greift, wenn das Steckverschlusselement 10 schließfähig, d.h. insbesondere fluchtend, zum Leerlaufkanal 11 ausgerichtet ist. Das heißt, dass das Umfangsgewinde 4 noch nicht greift und dadurch das untere Filtergehäuseteil 3 nicht mit dem oberen Filtergehäuseteil 5 verschraubt werden kann, sofern das Steckverschlusselement 10 noch nicht zum Leerlaufkanal 11 ausgerichtet ist. Alternativ ist auch denkbar, dass das Umfangsgewinde 4, das Steckschlusselement 10 sowie das untere Filtergehäuseteil 3 derart aufeinander abgestimmt sind, dass das Ringfilterelement 6 mit dem Steckverschlusselement 10 solange oberhalb des Bodens 8 des Filtergehäuseteils 3 läuft, bis das Steckverschlusselement 10 in die schließfähige Lage gelangt, während das Umfangsgewinde 4 schon ineinander greift.
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Eine Montage des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters 1 erfolgt dabei wie folgt: Zunächst wird das Ringfilterelement 6 von unten in das obere Filtergehäuseteil 5 eingesteckt, bis es über die Reibschlussverbindung 7 am Dom 15 des oberen Filtergehäuseteils 5 gehalten ist. Anschließend wird das untere Filtergehäuseteil 3 von unten über das Ringfilterelement 6 gestülpt und verdreht. Das Außengewinde des unteren Filtergehäuseteils 3 greift dabei jedoch erst dann in das Innengewinde des oberen Filtergehäuseteils 5 ein, wenn das Steckverschlusselement 10 zum Leerlaufkanal 11 ausgerichtet ist, was durch ein Anliegen am Anschlag 13 bewirkt wird. Anschließend kann das untere Filtergehäuseteil 3 über das Umfangsgewinde 4 in das obere Filtergehäuseteil 5 eingeschraubt werden, wobei sich das Ringfilterelement 6 weiter verdreht und zugleich das Steckverschlusselement 10 langsam in den Leerlaufkanal 11 eingeschoben wird und diesen abdichtet. Die 1b und 2b stellen dabei den Einbauzustand dar. Zur Demontage des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters 1 wird zunächst das untere Filtergehäuseteil 3 durch eine Aufdrehbewegung vom oberen Filtergehäuseteil 5 abgeschraubt, wobei sich während des Abschraubens zugleich das Steckverschlusselement 10 des Ringfilterelements 6 langsam aus dem Leerlaufkanal 11 herauszieht, bis es diesen frei gibt und die Flüssigkeit im unteren Filtergehäuseteil 3 über den Leerlaufkanal 11 abgelassen werden kann. Dabei ist das Steckverschlusselement 10 bereits vollständig aus dem Leerlaufkanal 11 entfernt, bevor das Umfangsgewinde 4 gelöst ist. Üblicherweise müssen noch einige Drehbewegungen zum Lösen des Umfangsgewindes 4 getätigt werden, nachdem das Steckverschlusselement 10 schon aus dem Leerlaufkanal 11 entfernt ist, um ein sicheres Leerlaufen desselben zu gewährleisten. Anschließend kann nach einem Lösen des Umfanggewindes 4, d.h. nach einem vollständigen Abschrauben des unteren Filtergehäuseteils 3 vom oberen Filtergehäuseteil 5, das untere Filtergehäuseteil 3 abgenommen und anschließend das Ringfilterelement 6 vom Dom 15 im oberen Filtergehäuseteil 5 abgezogen werden. Die Reibschlussverbindung 7 gewährleistet dabei auch einen axialen Halt, der bei einem Abschrauben des unteren Filtergehäuseteils 3 vom oberen Filtergehäuseteil 5 zwar ein Mitdrehen des Ringfilterelements 6 ermöglicht, dieses jedoch axial auf gleicher Höhe hält, so dass sich durch das nachunten Bewegen des sich abschraubenden unteren Filtergehäuseteils 3 das Steckverschlusselement 10 langsam aus dem Leerlaufkanal 11 zieht.
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Gemäß den 1 und 2 ist dabei das jeweils dargestellte Flüssigkeitsfilter 1 als hängendes Flüssigkeitsfilter dargestellt, wobei dieses selbstverständlich auch als stehendes Flüssigkeitsfilter 1 ausgebildet sein kann, wobei in diesem Fall dann das obere Filtergehäuseteil 5 durch eine Drehbewegung vom unteren Filtergehäuseteil 3 abgeschraubt werden würde.
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Betrachtet man noch das Ringfilterelement 6 gemäß den 1 und 2, so kann man erkennen, dass dieses in einem mit dem Dom 15 des oberen Filtergehäuseteils 5 zusammenwirkenden Bereich eine Aussteifung 18 in Form eines Kreuzes aufweist, welches bei montiertem Flüssigkeitsfilter 1 in den Dom 15 eingreift. Die Aussteifung 18 ist dabei einstückig mit einer Innenzarge 19 des Ringfilterelements ausgebildet, wobei der elastische Innenrand 17 der oberen Endscheibe 16 die Innenzarge 19 in Radialrichtung nach innen übergreift und bei montiertem Flüssigkeitsfilter 1 zwischen der Innenzarge 19 und dem Dom 15 des oberen Filtergehäuseteils 5 einklemmt wird.
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Mit dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilter 1 lässt sich eine deutlich vereinfachte und kostengünstigere Herstellung eines solchen Flüssigkeitsfilters 1 erreichen, da die bislang zur Positionierung des Steckverschlusselements 10 erforderliche Rampengeometrie nicht mehr vorgesehen werden muss. Durch das Wegfallen dieser Rampengeometrie kann der hierdurch frei werdende Bauraum auch anderweitig genutzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10352424 B4 [0002]
- DE 102007009352 A1 [0003]
