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Die Erfindung betrifft eine Vormontage-Baugruppe mit einem Filterelement und mit einem Filtergehäuse. Die Erfindung betrifft ferner eine Baugruppe, die eine solche Vormontage-Baugruppe und eine Fluidzelle umfasst, sowie eine Filtereinrichtung mit einer solchen Baugruppe zum Filtern eines Fluids, insbesondere Öl, Additiven, Kraftstoff, Ure, Wasser oder Kühlmittel. Schließlich betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Filtereinrichtung.
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Filtersysteme für Ölwechselzellen von Brennkraftmaschinen sind seit geraumer Zeit bekannt. Eine solche Ölwechselzelle ist beispielsweise in der
EP 3 146 171 A1 beschrieben. Die Zelle beinhaltet das Öl des Ölkreislaufs. Somit muss bei einem Ölwechsel das Öl nicht wie gewohnt in der Werkstatt abgelassen werden, sondern es muss im Servicefall nur die Ölwechselzelle getauscht werden. Auf diese Weise wird der Ölwechsel schneller und sauberer.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der Entwicklung derartiger Filtersysteme neue Wege aufzuzeigen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Grundidee der Erfindung ist demnach, eine Filtereinrichtung modular aufzubauen und hierfür eine Vormontage-Baugruppe zu schaffen, welche ein Filterelement und ein Filtergehäuse mit einem Filtergehäusetopf umfasst. Das Filterelement ist dabei mit zwei Pin-Elementen ausgestattet, die axial vom Filterelement abstehend und lateral im Abstand zueinander angeordnet sind. Die beiden Pin-Elemente sind dazu geeignet, zwei verschiedene Ventilkörper zu betätigen, mittels welcher am Filtergehäuse ausgebildete Ventilöffnungen wahlweise verschlossen oder geöffnet werden können. Im geöffneten Zustand der beiden Ventilöffnungen kann im Filterelement roh- und reinseitig angesammeltes Roh- bzw. Reinöl gezielt in die Umgebung des Filterelements abgelassen werden. Umgekehrt wird ein unkontrollierter Austritt des Roh- bzw. Reinöls im verschlossenen Zustand der Ventilöffnungen verhindert. Somit sind in der Vormontage-Baugruppe mit dem Filterelement und dem Filtergehäuse komplette Ventileinrichtungen vorgesehen, mittels welchen das Ablassen von Rohöl und Reinöl gezielt gesteuert werden kann. Somit kann die Vormontage-Baugruppe als Baueinheit in einer Filterzelle verbaut werden, welche wiederum am Filterkopf einer Brennkraftmaschine angebaut werden kann, ohne dass hierfür weitere Anpassungen an den Ventileinrichtungen erforderlich wären. Dies vereinfacht den Zusammenbau einer Filtereinrichtung mit dem voranstehend erläuterten Filterelement erheblich.
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Eine erfindungsgemäße Vormontage-Baugruppe für eine Fluidzelle, insbesondere für eine Ölzelle, einer Filtereinrichtung umfasst ein einen Gehäuseinnenraum begrenzendes Filtergehäuse, welches einen offen ausgebildeten Filtergehäusetopf und einen Filtergehäusedeckel zum Verschließen des Filtergehäusetopfs aufweist. Die Vormontage-Baugruppe umfasst ferner ein im Gehäuseinnenraum austauschbar angeordnetes Filterelement, welches den Gehäuseinnenraum in eine Rohseite und in eine Reinseite unterteilt. Das Filterelement umfasst dabei eine ringförmige (erste) Endscheibe, deren Durchgangsöffnung ein erstes Pin-Element durchgreift, so dass es entlang einer axialen Richtung aus der Durchgangsöffnung herausragt. Von der (ersten) Endscheibe steht lateral im Abstand zum ersten Pin-Element axial ein zweites Pin-Element ab. Die Vormontage-Baugruppe umfasst ferner einen am ersten Pin-Element angeordneten ersten Ventilkörper und einen am zweiten Pin-Element angeordneten zweiten Ventilkörper. Dabei ist der Filtergehäusedeckel lösbar am Filtergehäusetopf befestigt. Am Filtergehäusedeckel ist eine erste Ventilöffnung angeordnet, zusammen mit welcher der erste Ventilkörper eine erste Ventileinrichtung ausbildet. Analog dazu ist am Filtergehäusedeckel eine zweite Ventilöffnung angeordnet, zusammen mit welcher der zweite Ventilkörper eine zweite Ventileinrichtung ausbildet. Der Filtergehäusetopf und der Filtergehäusedeckel sind dabei derart aufeinander abgestimmt sind dass der Filtergehäusedeckel in den Filtergehäusetopf einsteckbar ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind das erste Pin-Element und die erste Endscheibe konzentrisch zueinander angeordnet. Dies erlaubt es, ein Ringfilterelement zu verwenden, bei welchem eine konzentrische angeordnete Ventilöffnung zum Ablassen von Roh- oder Reinöl zum Einsatz kommt. Durch Bereitstellen eines geeignet ausgebildeten Ventilkörpers am ersten Pin-Element kann somit besagte Ventilöffnung auf einfache Weise zum Durchströmen mit Roh- oder Reinöl geöffnet und wieder verschlossen werden.
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Besonders bevorzugt ist das zweite Pin-Element exzentrisch an der ersten Endscheibe angeordnet. Dies erlaubt es, eine exzentrisch angeordnete Ventilöffnung zum Ablassen von Rein- oder Rohöl zu verwenden. Durch Bereitstellen eines geeignet ausgebildeten Ventilkörpers am zweiten Pin-Element kann somit besagte zusätzliche Ventilöffnung auf einfache Weise zum Durchströmen mit Rein- oder Rohöl geöffnet und wieder verschlossen werden.
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Die Stützstruktur ist besonders zweckmäßig als Gitterstruktur mit rohrkörperartiger Geometrie ausgebildet, die einen Rohrkörperinnenraum begrenzt, in welchem sich das erste Pin-Element erstreckt. Die Ausbildung als Gitterstruktur bewirkt, dass ein Druckverlust in dem das Filtermedium durchströmenden Öl gering gehalten werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das Filterelement eine zweite Endscheibe, die der ersten Endscheibe axial gegenüberliegt, so dass das Filtermedium axial zwischen den beiden Endscheiben angeordnet ist. Bei dieser Weiterbildung ist die Stützstruktur mit der zweiten Endscheibe verbunden und steht von dieser zur ersten Endscheibe hin ab. Ein Filterelement gemäß dieser Weiterbildung erweist sich als mechanisch besonders stabil.
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Zweckmäßig können die beiden Pin-Elemente, die Stützstruktur und die beiden Endscheiben materialeinheitlich ausgebildet sein. Somit kann für die Herstellung dieser Komponenten dasselbe Material verwendet werden, woraus sich Kostenvorteile ergeben.
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Zweckmäßig sind das erste Pin-Element integral an der zweiten Endscheibe und das zweite Pin-Element integral an der zweiten Endscheibe ausgeformt. Auch diese Ausführungsform wirkt sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten aus.
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Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist das erste oder/und das zweite Pin-Element in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung die Geometrie eines Kreuzes auf. An Pin-Elemente mit einer solchen, kreuzartigen Geometrie lassen sich besonders einfach Ventilkörper unterschiedlicher Bauart montieren.
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Besonders bevorzugt sind am ersten Pin-Element ein erster Ventilkörper und am zweiten Pin-Element ein zweiter Ventilkörper, jeweils zum Verschließen einer Ventilöffnung, angeordnet. Die Bereitstellung separater Ventilkörper zum Verschließen der Ventilöffnungen kann auf diese Weise entfallen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist auf einer vom Filtermedium abgewandten Seite der zweiten Endscheibe eine Befestigungseinrichtung zum verstellbaren Verbinden des Filterelements mit einem Filtergehäusedeckel vorgesehen. Eine solche Befestigungseinrichtung erleichtert das Befestigen des Filterelements am Filtergehäusedeckel.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vormontage-Baugruppe eine sich entlang einer axialen Richtung erstreckenden Stützstruktur, auf welcher umfangsseitig ein ringförmiges Filtermedium aus Filtermaterial angeordnet ist.
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Als besonders Bauraum sparenderweise eine bevorzugte Ausführungsformen, bei welcher die beiden Ventilöffnungen an einem Deckelboden des Filtergehäusedeckels angeordnet sind.
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Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst der Filtergehäusedeckel einen Deckelboden, von welchem axial ein Deckelkragen absteht. Zweckmäßig ist der Deckelkragen integral am Deckelboden ausgeformt. Bei dieser Ausführungsform liegt der Deckelkragen zur Ausbildung einer Steckverbindung in dem in den Filtergehäusetopf eingesteckten Zustand mit einem vom Deckelboden abgewandten axialen Endabschnitt an einer Umfangswandung des Filtergehäusetopfs an.
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Zweckmäßig kann das austauschbar im Gehäuseinnenraum angeordnete Filterelement aus einer Betriebsstellung, in welcher das Filterelement am Filtergehäuse fixiert ist, durch eine Drehung im Fluidzellengehäuse in eine Demontagestellung verstellt werden, in welcher es bei vom Filtergehäusetopf entfernten Filtergehäusedeckel durch eine Bewegung entlang der axialen Richtung relativ zum offenen Filtergehäusetopf aus diesem herausgezogen werden kann.
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Besonders bevorzugt ist das im Gehäuseinnenraum angeordnete Filterelement mittels einer geeigneten Verbindung, insbesondere einer Bajonett- oder Clipverbindung, lösbar mit dem Filtergehäusetopf verbunden ist.
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Zweckmäßig ist am Filtergehäusedeckel eine rohrartig ausgebildete Positionierhilfe zum Positionieren des Filterelements mit den Pin-Elementen relativ zu den am Filtergehäusedeckel vorgesehenen Ventilöffnungen ausgebildet.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann am Filtergehäusetopf ein drittes Pin-Element mit einem dritten Ventilkörper vorgesehen sein, mittels welchem eine am Filtergehäusedeckel ausgebildete dritte Ventilöffnung verschließbar ist. Wird die Vormontage-Baugruppe an der Fluidzelle montiert, so kann die durch die dritte Ventilöffnung und den dritten Ventilkörper gebildete dritte Ventileinrichtung in einer Fluidleitung angeordnet werden, welche einen vom Fluidzellengehäuse begrenzten Fluidzellengehäuse-Innenraum fluidisch mit einem am Filterkopf vorgesehenen zusätzlichen Ölanschluss verbindet. Auf diese Weise kann - in analoger Weise zur ersten und zweiten Ventileinrichtung - der Ölstrom des in der Fluidzelle gespeicherten Ölstroms in den Filterkopf gespeichert werden. Insbesondere kann ein unerwünschter Austritt von Öl aus der Fluidzelle vermieden werden.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Baugruppe für eine Filtereinrichtung, welche die vorangehend vorgestellte Vormontage-Baugruppe umfasst. Die vorangehend erläuterten Vorteile der Vormontage-Baugruppe übertragen sich daher auch auf die erfindungsgemäße Baugruppe. Die Baugruppe umfasst außerdem eine Fluidzelle, die ein Fluidzellengehäuse aufweist, in welchem die Vormontage-Baugruppe, aufnehmbar bzw. aufgenommen ist. Erfindungsgemäß ist der Filtergehäusedeckel des Filtergehäuses mittels einer Bajonettverbindung an der Fluidzelle fixierbar oder fixiert.
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Zweckmäßig ist im Fluidzellengehäuse eine Fluidzellen-Öffnung vorgesehen, in welche die Vormontage-Baugruppe mit dem Filtergehäusetopf eingesetzt werden kann. Dabei blockiert der mittels der Bajonettverbindung am Fluidzellengehäuse fixierte Filtergehäusedeckel ein axiales Herausziehen des Filtergehäusetopfs aus dem Fluidzellengehäuse. Auf diese Weise wird nicht nur der Filtergehäusedeckel, sondern auch der Filtergehäusetopf mit dem seinerseits durch eine Clipverbindung mit dem Filtergehäusetopf verbundenen Filterelement an der Fluidzelle fixiert.
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Besonders bevorzugt ist die axiale Fixierung des Filtergehäusedeckels am Fluidzellengehäusedurch eine Drehbewegung des Filtergehäusedeckels relativ zum Fluidzellengehäuse aufhebbar, so dass bei gelöster Befestigung der Filtergehäusedeckel axial vom Fluidzellengehäuse entfernt werden kann. Diese Funktion kann durch die erfindungswesentliche Bajonett-Verbindung übernommen werden und erlaubt einem Werker eine einfache Demontage der Baugruppe bzw. Vormontage-Baugruppe.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Filtergehäusedeckel so ausgebildet ist, dass er axial in eine Einsteckstellung in das Fluidzellengehäuse eingesteckt werden kann, in welcher er wieder axial aus dem Fluidzellengehäuse herausgezogen werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist der Filtergehäusedeckel außerdem so ausgebildet, dass er in der Einsteckstellung gegenüber dem Fluidzellengehäuse in eine Betriebsstellung verdreht werden kann, in welcher er axial im Fluidzellengehäuse fixiert ist.
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Besonders bevorzugt sind der Filtergehäusetopf und der Filtergehäusedeckel daher derart ausgebildet bzw. aufeinander abgestimmt, dass der Filtergehäusedeckel und der Filtergehäusetopf auch in der Betriebsstellung bis zu einem vorbestimmten maximalen axialen Hub axial gegeneinander verstellt werden können.
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Zweckmäßig fluchten sowohl in der Demontagestellung als auch in der Betriebsstellung des Filtergehäusedeckels das erste Pin-Element mit der ersten Ventilöffnung der ersten Ventileinrichtung und das zweite Pin-Element mit der zweiten Ventilöffnung der zweiten Ventileinrichtung. Auf diese Weise wird die korrekte Positionierung der beiden Pin-Elemente mit dem jeweiligen Ventilkörper relativ zu den Ventilöffnungen sichergestellt.
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Besonders bevorzugt sind der Filtergehäusedeckel und das Fluidzellengehäuse derart ausgebildet und aufeinander abgestimmt, dass die axiale Fixierung des Filtergehäusedeckels am Fluidzellengehäuse durch eine Drehbewegung des Filtergehäusedeckels relativ zum Fluidzellengehäuse aufgehoben werden kann. Somit kann bei gelöster Befestigung der Filtergehäusedeckel axial vom Fluidzellengehäuse entfernt werden.
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Zweckmäßig ist der Filtergehäusedeckel derart ausgebildet, dass er axial in eine Demontagestellung in das Fluidzellengehäuse eingesteckt werden kann, in welcher er wieder axial aus dem Fluidzellengehäuse herausgezogen werden kann. Bei dieser Variante ist der Filtergehäusedeckel außerdem auch derart ausgebildet, dass er in der Demontagestellung gegenüber dem Filtergehäusetopf in eine Betriebsstellung verdreht werden kann, in welcher er axial im Fluidzellengehäuse fixiert ist. Unter „axial fixiert“ wird dabei verstanden, dass es in der Betriebsstellung nicht möglich ist, den Filtergehäusedeckel wieder vollständig axial aus dem Fluidzellengehäuse herauszuziehen.
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Zweckmäßig kann am Filtergehäusedeckel ein, vorzugsweise ausklappbarer, Griff zum axialen Herausziehen des Filtergehäusedeckels aus dem Filtergehäusetopf und zum Verdrehen des Filtergehäusedeckels gegenüber dem Filtergehäusetopf vorgesehen sein. Besonders zweckmäßig ist diese Griff als Klappe oder umklappbar ausgebildet. Diese Maßnahme erleichtert das Einsetzen bzw. Einstecken des Filtergehäusedeckels in den Filtergehäusetopf.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Griff um eine Schwenkachse umklappbar oder schwenkbar ausgebildet ist, die sich orthogonal zur axialen Richtung erstreckt. Es versteht sich, dass diese Richtungsdefinition sich auf den in den Filtergehäusetopf eingesteckten Zustand des Filtergehäusedeckels bezieht.
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Zum Fixieren des Griffs und somit des gesamten Filtergehäusedeckels an der Fluidzelle einer Filtereinrichtung können am Griff als Teil der Bajonettverbindung zwei Befestigungselemente vorgesehen sein, die bevorzugt in der Art von Fortsätzen ausgebildet sind. Zweckmäßig verlängern besagte Befestigungselemente den Griff entlang der Schwenkachse und liegen einander dabei entlang der Schwenkachse gegenüber.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind am Filtergehäusetopf als Teil der Bajonettverbindung zwei zu den beiden Befestigungselementen komplementäre Aussparungen vorgesehen, in welche die beiden Befestigungselemente bzw. Fortsätze bei in den Filtergehäusetopf eingestecktem Filtergehäusedeckel eingreifen. Eine Drehbewegung des Griffs führt somit dazu, dass der Filtergehäusetopf mitgenommen und auf diese Weise von der Demontagestellung in die Betriebsstellung verstellt wird.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist an dem Fluidzellengehäuse als Teil der Bajonettverbindung wenigstens eine Aussparung, vorzugsweise zwei Aussparungen, vorgesehen, in welche die am Filtergehäusedeckel vorgesehenen Befestigungselemente eingreifen können. Besonders bevorzugt sind zwei solche Aussparungen vorgesehen. Auf diese Weise lässt sich die Bajonettverbindung bauraum-sparend in die Fluidzelle integrieren.
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Zweckmäßig sind das Fluidzellengehäuse und der Filtergehäusetopf des Filtergehäuses so ausgebildet bzw. aufeinander abgestimmt, dass der Filtergehäusetopf derart axial in das Fluidzellengehäuse eingesetzt werden kann, dass nach dem Einsetzen die am Fluidzellengehäuse vorgesehene(n) Aussparung(en) und die am Filtergehäusetopf vorgesehenen Aussparungen zueinander fluchten. Auf diese Weise ist es ohne weitere Montageschritte möglich, den Filtergehäusedeckel in den Filtergehäusetopf einzustecken, sodass er sich in einer Einsteckstellung befindet. Somit kann unmittelbar nach dem Einstecken des Filtergehäusedeckels in den Filtergehäusetopf ein Drehverstellen des Filtergehäusedeckels in die Betriebsstellung erfolgen, um auf diese Weise die gewünschte Fixierung sowohl des Gehäusedeckels als auch des Filtergehäusetopfs am Fluidzellengehäuse zu bewirken.
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Als technisch einfach zu realisieren erweist sich eine weitere bevorzugte Ausführungsform, bei welcher die am Fluidzellengehäuse vorgesehene und die Bajonettverbindung bildende wenigstens eine Aussparung als Aufnahmenut ausgebildet ist, die an einer einen Befestigungsflansch ausbildenden Umfangswandung des Fluidzellengehäuses innenseitig angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform weist die Aufnahmenut einen sich axial erstreckenden ersten Nutabschnitt zum axialen Einstecken des Filtergehäusedeckels in den Filtergehäusetopf und in die Einsteckstellung auf. Dieser erste Nutabschnitt geht in einen sich entlang der Umfangsrichtung erstreckenden zweiten Nutabschnitt zum Drehverstellen des Filtergehäusedeckels von der Einsteckstellung in die Betriebsstellung über.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform greifen die beiden Befestigungselemente des Griffs nach dem Einstecken des Filtergehäusedeckels in die Einsteckstellung in die am Fluidzellengehäuse vorgesehene und einen Teil der ersten Bajonettverbindung ausbildende wenigstens eine Aussparung ein. Gleichzeitig durchgreifen die beiden Befestigungselemente die am Filtergehäusetopf vorgesehenen Aussparungen radial. Auf diese Weise wird der Filtergehäusetopf mit dem Filterelement beim Drehverstellen des Filtergehäusedeckels von der Einsteckstellung in die Betriebsstellung mitgenommen.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Filtereinrichtung für eine Brennkraftmaschine. Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung umfasst einen Filterkopf, der wiederum einen Flansch zum Anschließen der Fluidzelle der Baugruppe aufweist. Die Filtereinrichtung umfasst eine vorangehend vorgestellte Baugruppe, sodass sich die vorangehend erläuterten Vorteile dieser Baugruppe auch auf die erfindungsgemäße Filtereinrichtung übertragen. Erfindungsgemäß umfasst die Filtereinrichtung einen Rohölanschluss und einen Reinölanschluss, die beide am Filterkopf vorgesehen sind. Dabei kommuniziert der Rohölanschluss fluidisch mit der ersten Ventilöffnung der Baugruppe und der Reinölanschluss fluidisch mit der zweiten Ventilöffnung der Baugruppe. Selbstredend ist in Varianten auch eine umgekehrte Zuordnung der beiden Anschlüsse zu den beiden Ventilöffnungen möglich.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Filtereinrichtung eine Verstelleinrichtung, mittels welcher der Filtergehäusetopf mit dem Filterelement und den am Filterelement vorgesehenen Pin-Elementen gegenüber dem Filtergehäusedeckel mit den Ventilöffnungen axial verstellbar ist zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung. In der Schließstellung verschließen die am Filterelement vorgesehenen Pin-Elemente die Ventilöffnungen fluiddicht. In der Offenstellung geben die Pin-Elemente die Ventilöffnungen zum Durchströmen mit Roh- bzw. Reinöl frei. Diese Weiterbildung ermöglicht es einem Werker, die Ventileinrichtungen mittels der Verstelleinrichtung gezielt zu bedienen. Insbesondere kann somit sichergestellt werden, dass die Ventilöffnungen nur dann geöffnet werden, wenn die Baugruppe auf dem Filterkopf angeordnet ist. Ein unerwünschter Austritt von Öl aus der Filterzelle kann somit vermieden werden.
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Zweckmäßig können der Filterkopf und die Baugruppe derart eingerichtet bzw. aufeinander abgestimmt sein, dass die beiden Pin-Elemente die beiden Ventilöffnungen verschließen, also der Filtergehäusetopf in der Schließstellung angeordnet ist, solange die Baugruppe nicht auf dem Filterkopf angeordnet ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass kein im Gehäuseinnenraum roh- oder reinseitig vorhandenes Roh- bzw. Reinöl aus der Fluidzelle in die äußere Umgebung austreten und Verschmutzungen hervorrufen kann.
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Zweckmäßig sind der Filterkopf und die Baugruppe derart eingerichtet bzw. aufeinander abgestimmt, dass sich der Filtergehäusetopf in der Schließstellung befindet, solange die Baugruppe nicht auf dem Filterkopf angeordnet ist. Auch auf diese Weise wird sichergestellt, dass kein im Gehäuseinnenraum roh- oder reinseitig vorhandenes Roh- bzw. Reinöl aus der Fluidzelle in die äußere Umgebung austreten und diese verschmutzen kann.
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Besonders zweckmäßig sind der Filterkopf und die Baugruppe derart eingerichtet bzw. aufeinander abgestimmt, dass ein Verstellen des Filtergehäusetopfs von seiner Schließstellung in seine Offenstellung, vorzugsweise mittels der Verstelleinrichtung, nur bei auf dem Filterkopf angeordneter Baugruppe möglich ist.
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Zweckmäßig ist zumindest der zweite Nutabschnitt der am Fluidzellengehäuse vorhandenen und einen Teil der Bajonettverbindung ausbildenden Aufnahmenut axial derart dimensioniert, dass der Filtergehäusetopf axial zwischen der Offenstellung und der Schließstellung verstellt werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Verstelleinrichtung bei auf den Flansch aufgesetzter Baugruppe mechanisch mit dem Filtergehäusetopf verbunden. Bei dieser Weiterbildung ist die Verstelleinrichtung derart ausgebildet, dass mit einer Drehbewegung der Verstelleinrichtung Fluidzellengehäuse eine axiale Verstellbewegung der Verstelleinrichtung und somit des Filtergehäusetopfs einhergeht. Eine derartige Ausbildung der Verstelleinrichtung erleichtert die Bedienung der Fluidzelle.
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Zweckmäßig kann die verstellbare mechanische Verbindung zwischen dem Filtergehäusetopf und der Verstelleinrichtung bzw. deren Verstellkörper über eine Filterkopf-Bajonettverbindung realisiert sein. Eine solche Bajonettverbindung ist technisch einfach umzusetzen und somit kostengünstig.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Verstelleinrichtung einen ringförmigen Verstellkörper, der in dem an der Fluidzelle montierten Zustand der Baugruppe bzw. Vormontage-Baugruppe mechanisch verstellbar mit dem Filtergehäusetopf verbunden ist.
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Zweckmäßig kann die Filterkopf-Bajonettverbindung wenigstens eine am Verstellkörper ausgebildete Aufnahmenut umfassen, die entlang der Umfangsrichtung eine axiale Steigung aufweist. Bei dieser Variante umfasst die Filterkopf-Bajonettverbindung wenigstens einen außen am Filtergehäusetopf angeordneten Vorsprung, der in dem am Filterkopf montierten Zustand der Baugruppe bzw. Vormontage-Baugruppe in die Aufnahmenut eingreift.
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Als für einen Werker besonders einfach bedienbar erweist sich eine weitere bevorzugte Ausführungsform, bei welcher die am Verstellkörper vorgesehene Aufnahmenut und der am Filtergehäusetopf vorgesehene Vorsprung der Filterkopf-Bajonettverbindung derart aufeinander abgestimmt sind, dass eine Drehung des Verstellkörpers Fluidzellengehäuse A eine axiale Bewegung des Filtergehäusetopfs bewirkt, so dass der Filtergehäusetopf zwischen der Offenstellung und der Schließstellung verstellt wird.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bilden der dritte Ventilkörper und die dritte Ventilöffnung eine dritte Ventileinrichtung aus, die in einer Fluidleitung angeordnet ist, welche den vom Fluidzellengehäuse begrenzten Fluidzellengehäuse-Innenraum fluidisch mit einem am Filterkopf vorgesehenen zusätzlichen Ölanschluss verbindet. Auf diese Weise kann der Zu- und Abstrom des im Filterzellengehäuse-Innenraum gespeicherten Öls kontrolliert gesteuert und insbesondere ein unerwünschter Ölaustritt verhindert werden.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Brennkraftmaschine mit der vorangehend vorgestellten Filtereinrichtung, sodass sich die voranstehend erläuterten Vorteile der Filtereinrichtung auch auf die Maschine übertragen.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
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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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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen, jeweils schematisch:
- 1 die Komponenten der erfindungsgemäßen Filterelements in einem nicht-zusammengebauten Zustand,
- 2, 3 das zusammengebaute Filterelement der 1 in unterschiedlichen perspektivischen Ansichten,
- 4 die Baugruppe mit Vormontage-Baugruppe und Fluidzelle in einem Längsschnitt,
- 5a,b,c den Zusammenbau der Baugruppe der 4 illustrierende Darstellungen,
- 6a, 6b die Filtereinrichtung mit Baugruppe gemäß Filterkopf einer Brennkraftmaschine in einem Längsschnitt,
- 7 einen am Fluidzellengehäuse vorgesehenen Befestigungsflansch zum Anbringen der Baugruppe mit dem Filterelement,
- 8a, 8b eine Verstelleinrichtung zum Verstellen der Ventileinrichtungen zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung,
- 9 den Filtergehäusedeckel des Filtergehäuses,
- 10 die Baugruppe mit im Fluidzellengehäuse verbautem Filtergehäusetopf.
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Die 1 bis 3 zeigen ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Filterelements 1. Die 1 zeigt die wesentlichen Komponenten des Filterelements 1 vor dem Zusammenbau, die 2 und 3 in einem zusammengebauten Zustand in zwei verschiedenen perspektivischen Ansichten.
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Das Filterelement 1 umfasst eine Stützstruktur 2, die sich entlang einer axialen Richtung A erstreckt. Umfangsseitig ist auf der Stützstruktur 2 ein ringförmiges bzw. hohlzylindrisches Filtermedium 3 aus Filtermaterial, beispielsweise aus einem Vlies oder Filterpapier, angeordnet. Die axiale Richtung A erstreckt sich entlang einer Mittellängsachse M des ringförmigen bzw. hohlzylindrischen Filtermediums 3. Eine radiale Richtung R erstreckt sich senkrecht von der Mittellängsachse M weg, eine Umfangsrichtung U läuft um die Mittellängsachse M um. Der axialen Richtung A, die radiale Richtung R und die Umfangsrichtung U erstrecken sich jeweils orthogonal zueinander.
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Wie 1 erkennen lässt, umfasst das Filterelement 1 eine ringförmige erste Endscheibe 4a, die eine Durchgangsöffnung 5 einfasst. Der Darstellung der 3 entnimmt man, dass beim zusammengebauten Filterelement 1 die Durchgangsöffnung 5 von einem ersten Pin-Element 6a durchgriffen wird, sodass dieses entlang der axialen Richtung A aus der Durchgangsöffnung 5 herausragt. In einer alternativen Ausführungsform kann das Pin-Element 6a über Stege, insbesondere über mindestens drei Stege, mit der ersten Endscheibe 4a verbunden sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Pin 6a zwar weiter mittig in der Durchgangsöffnung 5 positioniert, ist jedoch ein Bestandteil der ersten Endscheibe 4a und durchragt diese nicht. Außerdem steht von der ersten Endscheibe 4a lateral im Abstand zum ersten Pin-Element 6a in der axialen Richtung A vom Filtermedium 3 weg ein zweites Pin-Element 6b ab. Die beiden Pin-Elemente 6a, 6b können im Wesentlichen dieselbe geometrische Formgebung aufweisen. Im Beispiel der 1 bis 3 besitzen die beiden Pin-Elemente 6a, 6b in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A beispielsweise jeweils die geometrische Formgebung eines Kreuzes. An die beiden Pin-Elemente 6a, 6b können jeweils Ventilkörper (hier nicht gezeigt) zum Verschließen von Ventilöffnungen angeordnet werden. Entsprechend 3 sind das erste Pin-Element 6a und die erste Endscheibe 4a konzentrisch zueinander angeordnet. Außerdem ist das erste Pin-Element 6a auch konzentrisch zur Durchgangsöffnung 5 angeordnet.
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Die Stützstruktur 2 ist gemäß 1 als Gitterstruktur 7 mit der Geometrie eines Rohrkörpers ausgebildet. Die Gitterstruktur 7 begrenzt dabei einen Rohrkörperinnenraum 8, in welchem sich das erste Pin-Element 6a abschnittsweise erstreckt. Somit erstreckt sich ein Hauptabschnitt 9a des ersten Pin-Elements 6a innerhalb des Rohrkörperinnenraums 8 und geht entlang der axialen Richtung A in einen Endabschnitt 9b über, der die Durchgangsöffnung 5 der ersten Endscheibe 4a durchgreift und axial aus der Durchgangsöffnung 5 herausragt. Das Filterelement 1 umfasst außerdem eine zweite Endscheibe 4b, die der ersten Endscheibe 4a entlang der axialen Richtung A gegenüberliegt. Somit ist das Filtermedium 3 axial zwischen den beiden Endscheiben 4a, 4b angeordnet. Das Filtermedium 3 und somit auch das Filterelement 1 werden also entlang der axialen Richtung A von den beiden Endscheiben 4a, 4b begrenzt. Zweckmäßig sind die beiden Endscheibe 4a, 4b kreisförmig ausgebildet. Im Gegensatz zur ersten Endscheibe 4a fasst die zweite Endscheibe 4b keine Durchgangsöffnung ein. In einer dazu alternativen Ausführungsform kann die obere Endscheibe einen Bypasskanal mit einem Bypassventil aufweisen, welches am Filtergehäuse oder am Filterelement 1 befestigt ist.
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Gemäß 1 ist die Stützstruktur 2 mit der zweiten Endscheibe 4a verbunden und steht von dieser entlang der axialen Richtung A zur ersten Endscheibe 4a hin ab. In einer dazu alternativen Ausgestaltung kann die Stützstruktur 2 auch schwimmend zwischen den beiden Endscheiben 4a, 4b angeordnet sein. Die Stützstruktur 2 durchgreift dabei einen im ringförmigen bzw. hohlzylindrischen Filtermedium 3 ausgebildeten und sich entlang der axialen Richtung A erstreckenden kreisförmigen bzw. zylindrischen Durchbruch 10. Zweckmäßig sind die beiden Pin-Elemente 6a, 6b, die Stützstruktur 2 sowie die beiden axialen Endscheibe 4a, 4b materialeinheitlich ausgebildet. Als Material kommt beispielsweise ein geeigneter Kunststoff in Betracht. Bevorzugt ist das erste Pin-Element 6a integral an der zweiten Endscheibe 4b und das zweite Pin-Element 6b integral an der ersten Endscheibe 4a ausgeformt. Schließlich kann auf einer vom Filtermedium 3 abgewandten Seite 12 auf einer vom Filtermedium 3 abgewandten Seite 12 der zweiten Endscheibe 4b eine Befestigungseinrichtung 13 zum verstellbaren Verbinden des Filterelements 1 mit einem Filtergehäusedeckel (in den 1 bis 3 nicht dargestellt) vorgesehen sein.
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Die 4 zeigt in einem Längsschnitt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Baugruppe 50. Die Baugruppe 50 umfasst eine Vormontage-Baugruppe 20 und eine Fluidzelle 51, welche gemäß 4 ein Fluidzellengehäuse 52 aufweist.
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Das Fluidzellengehäuse 52 begrenzt einen Fluidzellengehäuse-Innenraum 56, in welchem Fluid, insbesondere Öl, gespeichert werden kann. Im Fluidzellengehäuse 52 ist eine Fluidzellen-Öffnung 53 vorgesehen, in welche die Vormontage-Baugruppe 20, insbesondere deren Filtergehäusetopf 21, eingesetzt werden kann.
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Die Vormontage-Baugruppe 20 umfasst neben dem bereits im Zusammenhang mit den 1 und 3 erläuterten Filterelement 1 ein Filtergehäuse 49, welches einen Gehäuseinnenraum 22 begrenzt. Ferner umfasst die VBG 20 einen offen ausgebildeten Filtergehäusetopf 21 und einen den Filtergehäusetopf 21 verschließenden Filtergehäusedeckel 25.
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Der Filtergehäusetopf 21 ist im Beispiel der Figuren zylindrisch ausgebildet, wobei sich eine axiale Richtung A des Filtergehäuses 49 entlang dessen Mittellängsachse M erstreckt. Eine radiale Richtung R erstreckt sich orthogonal von der Mittellängsachse M weg, eine Umfangsrichtung U läuft um die Mittellängsachse M um. Zur Verdeutlichung wird auf 9 verwiesen, welche den Filtergehäusetopf 21 in separater, perspektivischer Darstellung zeigt. Solange der Filtergehäusedeckel 25 den Filtergehäusetopf 21 nicht verschließt, kann das Filterelement 1 in den Gehäuseinnenraum 22 austauschbar eingesetzt und wieder aus diesem entfernt werden. Der Filtergehäusedeckel 25 ist darüber hinaus auch lösbar am Fluidzellengehäuse 52 befestigbar. Dieses Szenario ist in 4 gezeigt, in welchem der Filtergehäusedeckel 25 am Fluidzellengehäuse 52 befestigt ist und gleichzeitig den in der Fluidzellen-Öffnung 53 des Fluidzellengehäuses 52 aufgenommenen Filtergehäusetopf 22 des Filtergehäuses 49 verschließt.
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Bei im Gehäuseinnenraum 22 angeordnetem Filterelement 1 unterteilt dieses den Gehäuseinnenraum 22 in eine Rohseite 23 und in eine Reinseite 24. Im Beispielszenario der 4 ist die Reinseite 24 radial innerhalb der Seite 23 angeordnet, sodass das zu filternde Fluid bzw. Öl von radial außen nach radial innen durch das Filtermedium 3 des Filterelements 1 durchströmt. Selbstredend ist in Varianten auch eine umgekehrte radiale Anordnung von Rohseite 23 und Reinseite 24 derart denkbar, dass die Seite 23 radial innerhalb der Reinseite 24 angeordnet ist und das zu filternde Fluid folglich von radial innen nach radial außen durch das Filtermedium 3 des Filterelements 1 hindurchströmt. Das austauschbar im Gehäuseinnenraum 22 angeordnete Filterelement 1 kann aus der in 4 gezeigten Betriebsstellung, in welcher das Filterelement 1 am Filtergehäuse 49 fixiert ist, durch eine Drehung um die Mittellängsachse M, also entlang der Umfangsrichtung U, in eine Filterelement-Einsteckstellung verstellt werden. In dieser Filterelement-Einsteckstellung ist das Filterelement 1 bei vom Filtergehäusetopf 21 entfernten Filtergehäusedeckel 25 durch eine Bewegung entlang der axialen Richtung A relativ zum offenen Filtergehäusetopf 21 aus diesem herausziehbar ist. Diese Funktion ist durch eine Verbindung 60, insbesondere durch eine Bajonettverbindung oder durch eine geeignete Clipverbindung, realisiert, mittels welcher das im Gehäuseinnenraum 22 angeordnete Filterelement 1 mit dem Filtergehäusetopf 21 verbunden ist. Mit Hilfe der Verbindung 60 kann das austauschbar im Gehäuseinnenraum 22 angeordnete Filterelement 1 aus der Betriebsstellung, in welcher das Filterelement 1 am Filtergehäuse 49 bzw. im Filtergehäusetopf 21 fixiert ist, durch eine Drehung um die Mittellängsachse M in die Filterelement-Einsteckstellung verstellt werden.
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In der Filterelement-Einsteckstellung kann das Filterelement 1 bei vom Filtergehäusetopf 21 entferntem Filtergehäusedeckel 25 durch eine Bewegung entlang der axialen Richtung A relativ zum offenen Filtergehäusetopf 21 aus diesem herausgezogen werden. Besagte Verbindung 60 bzw. Clipverbindung ist Filterelement-seitig durch die Befestigungseinrichtung 13 (vgl. 1, 2) gebildet. Die Befestigungseinrichtung 13 kann zur Ausbildung der Verbindung 60 eine Kulissenführung 54 aufweisen und wirkt mit einer am Topfboden 31 des Filtergehäusetopfs 21 vorgesehenen Kulisse 55 zusammen.
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Zweckmäßig wird das Filterelement 1 im Filtergehäusetopf 21 des Filtergehäuses 49 vormontiert, bevor der Filtergehäusetopf 21 mit dem Filterelement 1 wie in 4 dargestellt als Baueinheit im Fluidzellengehäuse 52 angeordnet wird. Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, den Filtergehäusetopf 21 im Fluidzellengehäuse 52 vorzumontieren und erst danach das Filterelement 1 in dem bereits im Fluidzellengehäuse 52 angeordneten Filtergehäusetopf 21 zu montieren.
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Auch der im Längsschnitt der 4 gezeigte Filtergehäusedeckel 25 kann in analoger Weise zum Filtergehäusetopf 21 im Wesentlichen die geometrische Formgebung eines Zylinders aufweisen. Dabei ist der Filtergehäusedeckel 25 derart ausgebildet, dass er entlang der axialen Richtung A in den Filtergehäusetopf 21 eingesteckt werden kann, in welcher er wieder axial aus dem Filtergehäusetopf 21 herausgezogen werden kann. Dies ist unabhängig davon möglich, ob der Filtergehäusetopf 21 bereits am Fluidzellengehäuse 52 vormontiert wurde oder nicht. Typischerweise wird nach der Montage des Filterelements 1 im Filtergehäusetopf 21 der Filtergehäusedeckel 25 in den Filtergehäusetopf 21 eingesteckt und auf diese Weise die Vormontage-Baugruppe 20 gebildet. Zur Ausbildung einer Steckverbindung zwischen dem Filtergehäusetopf 21 und dem Filtergehäusedeckel 25 umfasst der Filtergehäusedeckel 25 einen Deckelboden 61, von welchem axial ein Deckelkragen 62 absteht. Dieser Deckelkragen 62 liegt in dem in den Filtergehäusetopf eingesteckten Zustand des Filtergehäusedeckels 25 mit einem vom Deckelboden 61 abgewandten axialen Endabschnitt 63 an einer Umfangswandung des Filtergehäusetopfs 21 an. Auf diese Weise wird zwischen dem Filtergehäusedeckel 25 und dem Filtergehäusetopf 21 eine Steckverbindung 64 gebildet. Im Bereich der Steckverbindung 64 kann eine Dichtungseinrichtung 65 mit einem Dichtungselement, insbesondere in Form eines O-Rings, vorgesehen sein, welche die Rohseite 23 gegenüber der äußeren Umgebung 66 des Filtergehäuses 49 abdichtet.
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Nach dem Anordnen der Vormontage-Baugruppe 20 mit dem Filtergehäusetopf 21 und dem Filtergehäusedeckel 25 in das Fluidzellengehäuse 52, wie dies in 4 dargestellt ist, befindet sich der Filtergehäusedeckel 25 in einer Einsteckstellung. Der Filtergehäusedeckel 25 kann ausgehend von der Einsteckstellung gegenüber der Fluidzelle 51 in eine Betriebsstellung verdreht werden, in welcher er entlang der axialen Richtung A nicht mehr aus dem Fluidzellengehäuse 52 der Fluidzelle 51 herausgezogen werden kann. In der Einsteckstellung ist der Filtergehäusedeckel 25 somit axial im Filtergehäusetopf 21 fixiert. Die Drehbewegung erfolgt entlang der Umfangsrichtung U, also in einer Drehebene senkrecht zur axialen Richtung A. Um den Filtergehäusedeckel 25 und den Filtergehäusetopf 21 als Vormontage-Baugruppe 20 wieder aus dem Fluidzellengehäuse 52 zu entfernen, ist es zwingend erforderlich, zunächst den Filtergehäusedeckel 25 wieder aus der Betriebsstellung in die Einsteckstellung zurückzudrehen.
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Wie 4 anschaulich belegt, ist am Filtergehäusedeckel 25 ein ausklappbarer Griff 67 vorgesehen, welcher zum Herausziehen des Filtergehäusedeckels 25 aus dem Filtergehäusetopf 21 entlang der axialen Richtung A sowie zum Verdrehen des Filtergehäusedeckels 25 gegenüber der Fluidzelle 51 entlang der Umfangsrichtung U dienen mag. Dieser Griff 67 ist um eine Schwenkachse S umklappbar bzw. schwenkbar ausgebildet, die sich gemäß 4 orthogonal zur axialen Richtung A erstreckt.
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Die voranstehend beschriebene lösbare Befestigung des Filtergehäusedeckels 25 und die damit einhergehende Fixierung des Filtergehäusetopf 21 am Fluidzellengehäuse 52 kann technisch mithilfe geeigneten einer lösbaren Verbindung - diese kann beispielsweise als Bajonettverbindung 40 realisiert sein - erfolgen, mittels welcher der Filtergehäusedeckel 25 nicht nur Fluidzellengehäuse 52 angebracht, sondern gleichzeitig auch der Filtergehäusetopf 21 am Fluidzellengehäuse 52 fixiert werden kann. Der mittels der Bajonettverbindung 40 am Fluidzellengehäuse 52 fixierte Filtergehäusedeckel 25 blockiert ein axiales Herausziehen des Filtergehäusetopf 21 aus dem Fluidzellengehäuse 52. Besagte Bajonettverbindung 40 kann Filtergehäusedeckel-seitig an dem voranstehend vorgestellten Griff 67 des Filtergehäusedeckels 25 ausgebildet sein. Hierzu sind gemäß 4 am Griff 67 zwei Befestigungselemente 68a, 68b vorgesehen, die in der Art von Fortsätzen 69a, 69b ausgebildet sein können. Die Befestigungselemente 68a, 68b bzw. die Fortsätze 69a, 69b verlängern den Griff 67 entlang der Schwenkachse S und liegen einander entlang dieser Schwenkachse S gegenüber. Die beiden Befestigungselemente 68a, 68b können wie dargestellt integral am Griff 67 ausgeformt sein. Die Befestigungselemente 68a, 68b ermöglichen das Fixieren des Griffs 67 und somit des gesamten Filtergehäusedeckels 25 am Fluidzellengehäuse 52 der Fluidzelle 51.
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Im Folgenden wird anhand der 5a, 5b und 5c die Funktionsweise der als Bajonettverbindung 40 ausgebildeten Verbindung erläutert. Dabei illustrieren die 5a bis 5c eine Variante des Zusammenbaus der Baugruppe 50, bei welcher der Filtergehäusetopf 21 zunächst ohne Filterelement 1 in der Fluidzellen-Öffnung 53 des Fluidzellengehäuse 52 der Fluidzelle 51 angeordnet wird.
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Gemäß 5a wird erst nach erfolgter Montage des Filtergehäusetopf 21 im Fluidzellengehäuse 52 auch das Filterelement 1 durch axiales Einstecken in den Gehäuseinnenraum 22 am Filtergehäusetopf 21 befestigt.
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Anschließend wird wie in 5b gezeigt der Filtergehäusedeckel 25 unter Verwendung des Griffs 67 entlang der axialen Richtung A in den Filtergehäusetopf 21 eingesteckt. Nach diesem Einstecken befindet sich der Filtergehäusedeckel 25 in seiner Einsteckstellung.
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Am Filtergehäusetopf 21 sind als Teil der Bajonettverbindung 40 zwei zu den beiden Befestigungselementen 68a, 68b komplementäre Aussparungen 41a, 41 b vorgesehen, in welche die beiden Befestigungselemente 68a, 68b bzw. Fortsätze 69a, 69b bei in den Filtergehäusetopf 21 eingestecktem Filtergehäusedeckel 25 eingreifen können. Die beiden Aussparungen 41a, 41b sind entlang der axialen Richtung A offen ausgebildet. Entsprechend sind am Fluidzellengehäuse 52 als Teil der Bajonettverbindung 40 zwei Aussparungen 42a, 42b vorgesehen, in welche die am Filtergehäusedeckel 25 vorgesehenen Befestigungselemente 68a, 68b ebenfalls eingreifen können. Die die Bajonettverbindung 40 mit ausbildenden Aussparungen 42a, 52b sind an einer Umfangswandung 44 des Fluidzellengehäuses 52, die einen Befestigungsflansch 45 zum Befestigen des Filtergehäusedeckels 25 ausbildet, innenseitig angeordnet.
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Ein solcher Befestigungsflansch 45 kann als gegenüber dem Fluidzellengehäuse 52 separates Bauteil ausgebildet sein und mithilfe einer Schraubverbindung am eigentlichen Fluidzellengehäuse 52 befestigt sein. Zur Verdeutlichung ist der ringförmig ausgebildete Befestigungsflansch 45 in 7 in separater perspektivischer Darstellung gezeigt. Die beiden Aussparungen 42a, 42b können gemäß 7 jeweils als Aufnahmenut 43a, 43b ausgebildet sein. Jede der beiden Aufnahmenuten 43a, 43b weist einen sich entlang der axialen Richtung A erstreckenden ersten Nutabschnitt 44a.1, 44b.1 auf, in welche die am Griff 67 vorgesehenen Befestigungselemente 68a, 68b während des axialen Einsteckens des Filtergehäusedeckel 25 in den Filtergehäusetopf 21 eingreifen, um den Filtergehäusedeckel 25 in die Einsteckstellung zu bewegen. Bei jeder der beiden Aufnahmenuten 43a, 43b geht der jeweilige erste Nutabschnitt 44a.1, 44b.1 in einen zweiten Nutabschnitt 44a.2, 44b.2 über, welcher sich zum Drehverstellen des Filtergehäusedeckels 25 von der Montagestellung in die Betriebsstellung entlang der Umfangsrichtung U erstreckt.
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Die beiden Befestigungselemente 68a, 68b bzw. Fortsätze 69a, 69b des Griffs 67 greifen nach dem Einstecken des Filtergehäusedeckels 25 in seine Einsteckstellung in die am Fluidzellengehäuse 52 vorgesehene und einen Teil der Bajonettverbindung 40 ausbildenden beiden Aussparungen 42a, 42b ein und durchgreifen dabei gleichzeitig die am Filtergehäusetopf 21 vorgesehenen Aussparungen 41a, 41b entlang der radialen Richtung R. Somit werden beim Drehverstellen des Filtergehäusedeckels 25 von der Einsteckstellung in die Betriebsstellung und zurück in die Einsteckstellung der Filtergehäusetopf 21 mit dem Filterelement 1 von den am Griff 67 vorgesehenen Befestigungselementen 68a, 68b bzw. den Fortsätzen 69a, 69b mitgenommen. Wie voranstehend erläutert, sind für die Ausbildung der Bajonettverbindung 40 das Fluidzellengehäuse 52 der Fluidzelle 51 und der Filtergehäusetopf 21 des Filtergehäuses 49 also derart ausgebildet und aufeinander abgestimmt, dass nach einem axialen Einsetzen des Filtergehäusetops 21 in das Fluidzellengehäuse 52 die am Fluidzellengehäuse 52 vorgesehenen Aussparungen 42a, 42b und die am Filtergehäusetopf vorgesehenen Aussparungen 41a, 41b entlang der radialen Richtung R miteinander fluchten.
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Anschließend wird der Griff 67 und somit auch der gesamte Filtergehäusedeckel 25 um die Mittellängsachse M gedreht, was in 5c dargestellt ist. Nach dieser Drehbewegung befindet sich der Filtergehäusedeckel 25 in seiner Betriebsstellung.
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Die sich ergebende Einbausituation ist in 6a dargestellt, welche analog zu 4 einen Längsschnitt der Baugruppe 50 mit der Vormontage-Baugruppe 20, aber in einer anderen Schnittebene, zeigt. Wie die Darstellung der 6a veranschaulicht, ist am Filtergehäusedeckel 25 ortsfest zu diesem eine erste Ventilöffnung 28a vorgesehen, zusammen mit welcher der erste Ventilkörper 26a eine erste Ventileinrichtung 29a ausbildet. Analog dazu ist am Filtergehäusedeckel 25 ortsfest zu diesem eine zweite Ventilöffnung 28b vorgesehen, zusammen mit welcher der zweite Ventilkörper 26b eine zweite Ventileinrichtung 29b ausbildet. Die beiden Ventilöffnungen 28a, 28b sind an einem Deckelboden 61 des Filtergehäusedeckels 25 angeordnet. Sowohl in der Einsteckstellung als auch in der Betriebsstellung des Filtergehäusedeckels 25 fluchtet das erste Pin-Element 6a mit der ersten Ventilöffnung 28a der ersten Ventileinrichtung 29a. Analog fluchtet das zweite Pin-Element 6b mit der zweiten Ventilöffnung 28b der zweiten Ventileinrichtung 29b. In dem in 6a gezeigten Zustand, also nach dem Verstellen des Filtergehäusedeckels 25 in seine Betriebsstellung, verschließen die beiden Pin-Elemente 6a, 6b die beiden Ventil-Öffnungen 28a, 28b fluiddicht.
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Die in 6a gezeigte Baugruppe 50 mit der Vormontage-Baugruppe 20 und der Fluidzelle 51 ist Teil einer Filtereinrichtung 70, die zusätzlich zur Baugruppe 50 einen Filterkopf 71 mit einem Flansch 72 aufweist, auf welchen die Baugruppe 50 entlang der axialen Richtung A aufgesetzt werden kann. Am Filterkopf 71 der Filtereinrichtung 70 sind ein Rohölanschluss 73 und ein Reinölanschluss 74 vorgesehen, welche in einem auf den Flansch 72 aufgesetzten Zustand der Baugruppe 50 - dieser Zustand ist in 6b gezeigt - fluidisch mit der ersten und zweiten Ventilöffnung 28a, 28b des Filtergehäusedeckels 25 kommunizieren.
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Gemäß den 6a and 6b weist die Filtereinrichtung 70 eine Verstelleinrichtung 75 auf. Mittels der Verstelleinrichtung 75 kann der Filtergehäusetopf 21 mit dem Filterelement 1 und den am Filterelement 1 vorgesehenen Pin-Elementen 6a, 6b entlang der axialen Richtung A gegenüber dem Filtergehäusedeckel 25 mit den Ventilöffnungen 28a, 28b verstellt werden. Auf diese Weise kann der Filtergehäusetopf 21 zwischen einer Schließstellung, in welcher die Pin-Elemente 6a, 6b die Ventilöffnungen 28a, 28b fluiddicht verschließen, und einer Offenstellung verstellt werden, in welcher die Pin-Elemente 6a, 6b die Ventilöffnungen 28a, 28b zum Durchströmen mit Roh- bzw. Reinöl freigeben.
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Dabei sind der Filterkopf 71 und die Baugruppe 50 derart eingerichtet bzw. aufeinander abgestimmt, dass sich der Filtergehäusedeckel 25 in der Schließstellung befindet, solange die Baugruppe 50 nicht auf dem Filterkopf 71 angeordnet ist. Der Filterkopf 71 und die Baugruppe 50 sind also derart eingerichtet bzw. aufeinander abgestimmt, dass die beiden Pin-Elemente 6a, 6b die beiden Ventilöffnungen 28a, 28b verschließen, solange die Baugruppe 50 nicht auf dem Filterkopf 71 angeordnet ist.
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Zum Freigeben der Ventilöffnungen 28a, 28b ist ein Verstellen des Filtergehäusetopfs 21 in seine Offenstellung erforderlich, was nur bei auf dem Filterkopf 71 angeordneter Baugruppe 50 mithilfe der Verstelleinrichtung 75 möglich ist. Zum Verstellen des Filtergehäusetopfs 21 von seiner Schließstellung in die Offenstellung mittels der Verstelleinrichtung 75 ist diese bei auf den Flansch 72 aufgesetzter Baugruppe 50 mechanisch mit dem Filtergehäusetopf 21 verbunden. Die Verstelleinrichtung 75 ist derart ausgebildet, dass mit einer Drehbewegung der Verstelleinrichtung 75 um eine Drehachse, die sich entlang der axialen Richtung A erstreckt, eine Verstellbewegung der Verstelleinrichtung 75 und somit auch des mechanisch mit der Verstelleinrichtung 75 verbundenen Filtergehäusetopfs 21 entlang der axialen Richtung A einhergeht.
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Um dem Filtergehäusetopf 21 die erforderliche axiale Verstellbarkeit zu ermöglichen, ist der jeweilige zweite Nutabschnitt 46a.2, 46b.2 der am Befestigungsflansch 45 des Fluidzellengehäuse 52 vorhandenen Aufnahmenuten 43a, 43b in axialer Richtung A derart dimensioniert, dass der Filtergehäusetopf 21 axial zwischen der Offenstellung und der Schließstellung verstellt werden kann.
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Wie 6a außerdem erkennen lässt, kann zusätzlich zum ersten und zweiten Pin-Element 6a, 6b am Filtergehäusetopf 21 ein drittes Pin-Element 6c mit einem dritten Ventilkörper 26c vorgesehen sein, mittels welchem eine am Filtergehäusedeckel 25 ausgebildete dritte Ventilöffnung 28c verschlossen oder zum Durchströmen mit Fluid, insbesondere Öl, freigegeben werden. Die durch die dritte Ventilöffnung 28c und den dritten Ventilkörper 26c gebildete dritte Ventileinrichtung 29c ist in einer Fluidleitung 35 angeordnet, die im Filtergehäusedeckel 25 ausgebildet ist. In einem montierten Zustand der Montage-Baugruppe 50 kommuniziert die Fluidleitung 35 über einen im Filtergehäusetopf 21 ausgebildeten Durchbruch 36 (auch gezeigt in 9) mit dem Fluidzellengehäuse-Innenraum 56.
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Wird die Vormontage-Baugruppe 20 an der Fluidzelle 51 montiert, so verbindet die Fluidleitung 35 den vom Fluidzellengehäuse 51 begrenzten Fluidzellengehäuse-Innenraum 56 fluidisch mit einem am Filterkopf 71 vorgesehenen zusätzlichen Ölanschluss 79. Auf diese Weise kann - in analoger Weise zur ersten und zweiten Ventileinrichtung - der Fluidstrom bzw. Ölstrom des in der Fluidzelle 52 gespeicherten Öls bzw. Fluids in den Filterkopf 71 und umgekehrt gesteuert werden. Insbesondere kann ein unerwünschter Austritt von Öl aus dem Fluidzellengehäuse-Innenraum 56 der Fluidzelle 52 vermieden werden.
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Am Filtergehäusedeckel 25 kann eine rohrkörperartig ausgebildete Positionierhilfe 32 zum Positionieren des Filterelements 1 mit den Pin-Elementen 6a, 6b relativ zu den am Filtergehäusedeckel 25 vorgesehenen Ventilöffnungen 28a, 28b ausgeformt sein. Zweckmäßig kann die vom Filtergehäusedeckel 25 abgewandte Stirnseite der rohrkörperartigen Positionierhilfe 32 eine Schräge 37 aufweisen. Auf diese Weise werden beim Einstecken des Filtergehäusedeckels 25 in den Filtergehäusetopf 21 nicht nur das Filterelement 1 mit den Pin-Elementen 6a und 6b radial positioniert bzw. im Gehäuseinnenraum 22 zentriert, sondern auch rotatorisch so positioniert, dass die beiden Pin-Elemente 6a, 6b des bereits im Filtergehäusetopf 21 montierten finde Filterelements 1 wie gewünscht relativ zu den am Filtergehäusedeckel 25 vorgesehenen Ventilöffnungen 28a, 28b ausgerichtet sind, also miteinander fluchten.
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Die 8a und 8b zeigen zur Verdeutlichung des voranstehend erläuterten Verstellmechanismus den Aufbau des Filterkopfs 71 mit der Verstelleinrichtung 75 in separater Darstellung. Die 8a zeigt eine isometrische Ansicht, 8b ist eine Explosionsdarstellung der 8a. Gemäß den 8a, 8b umfasst die Verstelleinrichtung 75 einen ringförmigen Verstellkörper 76, der in dem am Filterkopf 71 montierten Zustand der Baugruppe 50 mechanisch verstellbar mit dem Filtergehäusetopf 21 verbunden ist. Diese verstellbare mechanische Verbindung zwischen dem Filtergehäusetopf 21 und der Verstelleinrichtung 75 bzw. dem Verstellkörper 76 ist über eine weitere Bajonettverbindung - zusätzlich zur Bajonettverbindung 40 - realisiert, die im Folgenden als Filterkopf-Bajonettverbindung 77 bezeichnet wird. Im Beispiel der 8a und 8b umfasst die Filterkopf-Bajonettverbindung 77 insgesamt vier am Innenumfang 78 des Verstellkörpers 76 ausgebildete Aufnahmenuten 81, die jeweils entlang der Umfangsrichtung U des Verstellkörpers eine axiale Steigung aufweisen.
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Für jede dieser Aufnahmenuten 81 umfasst die Filterkopf-Bajonettverbindung 77 gemäß 9 - diese Figur zeigt den Filtergehäusedeckel 25 separat in einer perspektivischen Darstellung - eine am Außenumfang 82 des Filtergehäusetopfs 21 angeordnete Vorsprünge 83, welcher in dem am Filterkopf 71 montierten Zustand der Baugruppe 50 bzw. Vormontage-Baugruppe 20 in die ihm jeweils zugeordnete Aufnahmenut 81 eingreift (in 9 nicht gezeigt). Die Aufnahmenuten 81 und die zugehörigen Vorsprünge 83 der Filterkopf-Bajonettverbindung 77 sind derart ausgebildet und aufeinander abgestimmt, dass eine Drehung des Verstellkörpers 77 um die Mittellängsachse M eine axiale Bewegung des Filtergehäusetopfs 21 bewirkt, so dass der Filtergehäusetopf 21 auf diese Weise zwischen seiner Offenstellung und seiner Schließstellung verstellt wird.
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Die 10 zeigt den Filtergehäusedeckel 25 der 9 als Teil der Baugruppe 50, also bei im Fluidzellengehäuse 52 der Fluidzelle 51 aufgenommenen Filtergehäusetopf 21. Im Beispielszenario sind die Aufnahmenuten 81 (vgl. 8a, 8b) bzw. die Vorsprünge 83 äquidistant entlang der Umfangsrichtung U des Verstellkörpers 76 bzw. des Gehäusetopfs 21 angeordnet. Selbstredend ist in einer Variante auch eine nicht-äquidistante Anordnung denkbar. Ebenso kann eine andere Anzahl an Aufnahmenuten 81 und Vorsprüngen 83 vorgesehen sein als im Beispielszenario exemplarisch gewählt. Jede der am Verstellkörper vorgesehenen Aufnahmenuten 81 sowie der dieser Aufnahmenut 81 jeweils zugeordnete, am Filtergehäusetopf 21 vorgesehene Vorsprung 83 der Filterkopf-Bajonettverbindung 77 sind derart aufeinander abgestimmt, dass eine Drehung des Verstellkörpers 76 eine axiale Bewegung des Filtergehäusetopfs 21 bewirkt, so dass der Filtergehäusetopf 21 auf diese Weise zwischen der Offenstellung und der Schließstellung verstellt wird. Um einem Werker die Drehung des Verstellkörpers 76 zu erleichtern, kann an diesem ein Betätigungselement 84 in Form eines Griffs 85 vorgesehen sein.
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Wie die 8a und 8b erkennen lassen, kann die Verstelleinrichtung 75 einen Haltering 86 umfassen, mittels welchem der Verstellkörper 76 axial am Flansch 72 fixiert wird. Der Verstellkörper 76 und der Haltering 86 sind derart ausgebildet bzw. aufeinander abgestimmt, dass die Drehbarkeit des Verstellkörpers 76 entlang der Umfangsrichtung U gewährleistet bleibt. Hierzu kann auf dem Flansch 71 ein Führungsring 87 vorgesehen sein, welcher eine definierte Drehbewegung des Verstellkörpers 76 entlang der Umfangsrichtung U ermöglicht. Zweckmäßig sind der Verstellkörper 76 und der Führungsring 87 axial zwischen dem Haltering und dem Flansch 72 angeordnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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