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Die Erfindung betrifft ein Ölfiltergehäuse. Ferner zeigt die Erfindung eine das Ölfiltergehäuse umfassende Brennkraftmaschine sowie ein Fahrzeug.
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Aus dem Stand der Technik sind Ölfiltergehäuse bekannt, welche üblicherweise einen Deckel aus Kunststoff aufweisen. Über einen derartigen Deckel kann häufig ein Verlust von Wärme erfolgen, was sich insbesondere bei niedrigen Umgebungstemperaturen negativ auf eine Viskosität des Öls auswirken kann.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ölfiltergehäuse bereitzustellen, welches einfach und kostengünstig herzustellen ist und welches einen Verlust von Wärme an die Umgebung reduziert.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.
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Somit wird die Aufgabe gelöst durch ein Ölfiltergehäuse, umfassend einen Gehäusedeckel und eine Wärmeisolierungskappe, welche auf den Gehäusedeckel aufschiebbar ist. Gehäusedeckel und Wärmeisolierungskappe sind somit als zwei separate Bauteile ausgebildet. Vorzugsweise umfasst das Filtergehäuse einen Gehäusegrundkörper, an welchen der Gehäusedeckel mittels eines Gewindes anschraubbar ist.
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Besonders bevorzugt ist der Gehäusedeckel topfförmig ausgebildet; mit einem hohlzylindrischen Bereich und einem kuppelförmigen Bereich, welcher ein axiales Ende des hohlzylindrischen Bereichs verschließt und nach außen gewölbt ist. Vorzugsweise definieren Gehäusegrundkörper und Gehäusedeckel zusammen einen Aufnahmeraum, in welchem ein Ölfilter aufnehmbar ist. Insbesondere ist der Aufnahmeraum dabei mit einem Öl gefüllt. Der Gehäusedeckel ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt.
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Die Wärmeisolierungskappe weist eine Isolierschicht und eine elastische Halteschicht an einer Innenseite der Isolierschicht auf. Die elastische Halteschicht ist zur kraftschlüssigen Befestigung der Wärmeisolierungskappe an dem Gehäusedeckel ausgebildet. Als elastische Halteschicht wird eine Schicht aus einem Material mit einer vorbestimmten Elastizität angesehen, wobei die elastische Halteschicht insbesondere durch den Gehäusedeckel dehnbar ausgebildet ist. Vorzugsweise wird die Halteschicht beim Aufschieben der Wärmeisolierungskappe auf den Gehäusedeckel gedehnt, wodurch insbesondere die kraftschlüssige Befestigung am Gehäusedeckel hergestellt wird. Als kraftschlüssige Befestigung wird dabei eine Fixierung mittels erhöhter Reibung angesehen, welche dadurch erzielt wird, dass durch die Elastizität der Halteschicht die jeweiligen Oberflächen der Halteschicht und des Gehäusedeckels gegeneinander gepresst werden.
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Die Isolierschicht bewirkt eine Speicherung von Wärme im Ölfiltergehäuse. Insbesondere wird Wärme eines Öls, welches sich innerhalb des Ölfiltergehäuses, vorzugsweise innerhalb eines durch Gehäusegrundkörper und Gehäusedeckel definierten Aufnahmeraums, befindet, gespeichert. Vorzugsweise umfasst die Isolierschicht ein Isoliermaterial mit einer niedrigen Wärmeleitfähigkeit. Bevorzugt beträgt die Wärmeleitfähigkeit des Isoliermaterials maximal 1 W/(m K), besonders bevorzugt maximal 0,1 W/(m K).
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Die Wärmeisolierungskappe bewirkt somit, dass eine Abkühlung des innerhalb des Ölfiltergehäuses befindlichen Öls verringert oder vermieden wird. Beispielsweise bei niedrigen Umgebungstemperaturen verhindert die Wärmeisolierungskappe, dass in dem Ölfiltergehäuse befindliches Öl zu stark abkühlt und dadurch zäh wird. Weiterhin erlaubt die Wärmeisolierungskappe eine Verringerung von Wärmeverlusten über den Gehäusedeckel. Vorteilhafterweise kann dadurch das Öl besonders schnell auf Betriebstemperatur aufgeheizt werden; beispielsweise nach einem Inbetriebnehmen einer Brennkraftmaschine mit einem derartigen Ölfiltergehäuse. Weiterhin ermöglicht die Wärmeisolierungskappe, vorteilhafterweise nach einem Abschalten der Brennkraftmaschine, eine Speicherung der Wärme innerhalb des Ölfiltergehäuses über einen besonders langen Zeitraum. Wenn beispielsweise ein Kraftfahrzeug für eine vorbestimmte Dauer eine Parkposition einnimmt, kann die Wärme durch die Wärmeisolierungskappe besonders gut gespeichert werden, sodass das Öl beim erneuten Inbetriebnehmen der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs noch eine möglichst hohe Temperatur aufweist.
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Bevorzugt weist die Wärmeisolierungskappe eine Hitzeschutzschicht außerhalb der Isolierschicht auf. Vorzugsweise bildet die Hitzeschutzschicht eine äußerste Schicht der Wärmeisolierungskappe. Besonders bevorzugt grenzt die Hitzeschutzschicht unmittelbar an die Isolierschicht an, das heißt, insbesondere ist die Hitzeschutzschicht auf einer Oberfläche der Isolierschicht angeordnet. Die Hitzeschutzschicht ist vorzugsweise ausgebildet, um ein Überhitzen des Gehäusedeckels durch von außerhalb einwirkende Wärme zu vermeiden. Insbesondere ist die Hitzeschutzschicht hierfür zum Reflektieren von Wärmestrahlung ausgebildet. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn das Ölfiltergehäuse in der Nähe von sich stark erhitzenden Bauteilen, wie beispielsweise einem Abgaskrümmer einer Brennkraftmaschine, angeordnet ist.
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Besonders bevorzugt ist die Hitzeschutzschicht aus Aluminium und/oder Edelstahl gebildet, um einen besonders widerstandsfähigen und effektiven Hitzeschutz zu gewährleisten. Beispielsweise kann die Hitzeschutzschicht dabei als Folie ausgebildet sein. Vorzugsweise weist eine solche Aluminiumfolie oder Edelstahlfolie eine Dicke von maximal 2 mm, vorzugsweise maximal 0,5 mm, auf.
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Vorzugsweise ist die Halteschicht aus Elastomer gebildet. Insbesondere handelt es sich bei dem Elastomer um vulkanisierten Naturkautschuk oder vulkanisierten synthetischen Kautschuk, beispielsweise auch als Gummi bezeichnet. Dadurch kann eine besonders einfach und kostengünstig herstellbare Halteschicht bereitgestellt werden, welche elastisch ist und eine zuverlässige kraftschlüssige Befestigung der Wärmeisolierungskappe ermöglicht.
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Weiter bevorzugt umfasst die Halteschicht zumindest einen nach innen vorstehenden Haltering als integralen Bestandteil der Halteschicht. Der Haltering ist in Kontakt mit dem Gehäusedeckel bringbar. Insbesondere ist der Kontakt zwischen Haltering und Gehäusedeckel dabei ein Flächenkontakt. Wenn die Wärmeisolierungskappe beispielsweise einen hohlzylindrischen Bereich aufweist, ist der Haltering vorzugsweise innerhalb des hohlzylindrischen Bereichs angeordnet. Vorzugsweise erstreckt sich der Haltering dabei über mindestens 5 %, insbesondere maximal 30 %, einer axialen Länge des hohlzylindrischen Bereichs der Wärmeisolierungskappe. Im aufgeschobenen Zustand der Wärmeisolierungskappe steht besonders bevorzugt ausschließlich der Haltering in Kontakt mit dem Gehäusedeckel. Das heißt, die kraftschlüssige Befestigung der Wärmeisolierungskappe am Gehäusedeckel wird vorzugsweise ausschließlich durch den Haltering erzeugt, wobei insbesondere zwischen dem Gehäusedeckel und dem Rest der Halteschicht ein Spalt vorliegt. Dadurch kann die Wärmeisolierungskappe besonders einfach und mit geringem Kraftaufwand auf den Gehäusedeckel aufgeschoben werden.
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Bevorzugt ist zwischen Halteschicht und Gehäusedeckel eine Übermaßpassung ausgebildet, um eine besonders zuverlässige kraftschlüssige Befestigung der Wärmeisolierungskappe am Gehäusedeckel zu erhalten. Um die Wärmeisolierungskappe auf den Gehäusedeckel aufzuschieben ist somit aufgrund der Übermaßpassung eine Dehnung der elastischen Halteschicht erforderlich. Vorzugsweise ist die Übermaßpassung eine H7/p6-Passung, oder eine H7/r6-Passung.
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Vorzugsweise umfasst das Ölfiltergehäuse ferner ein Heizelement, welches insbesondere zum Heizen des Gehäusedeckels eingerichtet ist. Das Heizelement ist vorzugsweise in die Wärmeisolierungskappe integriert. Besonders bevorzugt ist das Heizelement an einer dem Gehäusedeckel zugewandten Seite der Isolierschicht angeordnet, insbesondere zwischen Halteschicht und Isolierschicht und/oder innerhalb der Halteschicht. Alternativ kann das Heizelement in den Gehäusedeckel integriert sein. Vorzugsweise ist das Heizelement ein elektrisches Heizelement, welches bevorzugt mittels elektrischen Stromes heizbar ist. Insbesondere weist das Heizelement um den Umfang der Wärmeisolierungskappe verlaufende Heizdrähte oder Heizwicklungen auf. Das Heizelement ermöglicht dabei ein zusätzliches Aufheizen des Gehäusedeckels, insbesondere um innerhalb des Ölfiltergehäuses befindliches Öl, beispielsweise bei niedriger Umgebungstemperatur aufzuheizen. Insbesondere kann dadurch eine Viskosität des Öls gezielt beeinflusst werden. Vorzugsweise weist das Heizelement eine Steuereinrichtung auf, welche zum Betätigen des Heizelements eingerichtet ist. Besonders bevorzugt wird das Heizelement bei einem Kaltstart einer Brennkraftmaschine durch die Steuereinrichtung betätigt. Beispielsweise kann das Heizelement zusätzlich einen Temperatursensor umfassen, welcher zur Erfassung einer Temperatur des Ölfiltergehäuses und/oder eines innerhalb des Ölfiltergehäuses befindlichen Öls eingerichtet ist. Die Steuereinrichtung ist dabei vorzugsweise eingerichtet, das Heizelement basierend auf der erfassten Temperatur zu betätigen.
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Besonders bevorzugt ist die Isolierschicht aus Mineralwolle und/oder Polyurethanschaum gebildet. Dadurch kann eine besonders kostengünstige Isolierschicht bereitgestellt werden, welche eine gute Isolierwirkung zum Speichern der Wärme innerhalb des Ölfiltergehäuses bietet.
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Weiterhin führt die Erfindung zu einer Brennkraftmaschine, welche ein beschriebenes Ölfiltergehäuse umfasst. Vorzugsweise ist das Ölfiltergehäuse an einer Ölwanne der Brennkraftmaschine angeordnet. Vorteilhafterweise erlaubt das Ölfiltergehäuse einen besonders effizienten Betrieb der Brennkraftmaschine, indem durch die Wärmeisolierungskappe Wärmeverluste über den Gehäusedeckel vermieden oder verringert werden. Dadurch kann das Öl im Ölfiltergehäuse über einen besonders großen Bereich einer Betriebsdauer der Brennkraftmaschine in einem gewünschten Betriebstemperaturbereich gehalten werden. Zudem wird durch das Speichern der Wärme ein schnelles Aufheizen des Öls auf Betriebstemperatur, beispielsweise nach einem Kaltstart, ermöglicht.
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Ferner führt die Erfindung zu einem Fahrzeug, welches eine derartige Brennkraftmaschine umfasst. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Kraftfahrzeug, insbesondere um einen Pkw.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einem Ölfiltergehäuse gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2 eine Schnittansicht des Ölfiltergehäuses der 1, und
- 3 eine Schnittansicht eines Ölfiltergehäuses gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs 100 mit einem Ölfiltergehäuse 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei dem Fahrzeug 100 handelt es sich um einen Pkw. Das Ölfiltergehäuse 1 ist Teil einer Brennkraftmaschine 10 des Fahrzeugs 100.
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Eine Schnittansicht des Ölfiltergehäuses 1 des ersten Ausführungsbeispiels ist in der 2 dargestellt.
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Das Ölfiltergehäuse 1 umfasst einen Gehäusegrundkörper 15, welcher insbesondere mit einer (nicht dargestellten) Ölwanne des Fahrzeugs 100 verbindbar ist. Mittels eines Gewindes 20 ist ein Gehäusedeckel 2 teilweise an einer Öffnung 15a des Gehäusegrundkörpers 15 an den Gehäusegrundkörper 15 angeschraubt.
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Der Gehäusedeckel 2 ist innen hohl ausgebildet und weist einen hohlzylindrischen Bereich 2b und einen kuppelförmigen Bereich 2a, welcher ein Ende des hohlzylindrischen Bereichs 2b verschließt, auf. Gehäusedeckel 2 und Gehäusegrundkörper 15 bilden einen Aufnahmeraum 16 aus. Innerhalb des Aufnahmeraums 16 ist ein Ölfilter 17 angeordnet, zum Filtern des Öls der Brennkraftmaschine 10. Eine axiale Länge des hohlzylindrischen Bereichs 2b beträgt 30% einer axialen Länge des Aufnahmeraums 16. Insbesondere befindet sich dabei im Wesentlichen im gesamten Volumen des Aufnahmeraums 16 Öl. Beim Betrieb des Brennkraftmaschine 10 erwärmt sich das Öl, sowie auch das gesamte Ölfiltergehäuse 1.
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Um einen Verlust von Wärme an eine Umgebung zu verhindern, umfasst das Ölfiltergehäuse 1 eine Wärmeisolierungskappe 3. Die Wärmeisolierungskappe 3 ist auf eine Außenseite des Gehäusedeckels 2 aufschiebbar. Das heißt, die Wärmeisolierungskappe 3 ist als separates Bauteil zum Gehäusedeckel 2 vorgesehen und kann von dem Gehäusedeckel 2 abgenommen werden. Dadurch kann eine Demontage des Gehäusedeckels 2, beispielsweise zum Austauschen des Ölfilters 17, zu ermöglicht werden.
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Die Wärmeisolierungskappe 3 weist eine an den Gehäusedeckel 2 angepasste Form auf; ebenfalls mit einem hohlzylindrischen Bereich 3b und einem kuppelförmigen Bereich 3a. Dadurch ist der sich außerhalb der Öffnung 15a des Gehäusegrundkörpers 15 befindliche Teil des Gehäusedeckels 2 vollständig von der Wärmeisolierungskappe 3 überdeckt.
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Die Wärmeisolierungskappe 3 weist eine Isolierschicht 4 auf, welche aus Steinwolle gebildet ist. Aufgrund der niedrigen Wärmeleitfähigkeit der Steinwolle, welche beispielsweise 0,030-0,045 W/(m K) beträgt, verhindert die Isolierschicht 4 einen Verlust der im Ölfiltergehäuse 1 gespeicherten Wärme. Insbesondere wird dadurch ermöglicht, dass das Ölfiltergehäuse 1 und das darin befindliche Öl auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen auf eine gewünschte Betriebstemperatur aufgeheizt werden können. Vor allem erlaubt die Wärmeisolierungskappe 3 durch den reduzierten Wärmeverlust ein besonders schnelles Aufheizen auf die Betriebstemperatur sowie ein langes Speichern der Wärme nach einem Abschalten der Brennkraftmaschine 10.
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Um eine zuverlässige Befestigung der Wärmeisolierungskappe 3 an dem Gehäusedeckel 2 zu gewährleisten, umfasst die Wärmeisolierungskappe 3 eine elastische Halteschicht 5, welche an einer Innenseite der Isolierschicht 4 angeordnet ist. Die Halteschicht 5 ist aus Elastomer gebildet und weist zwei Halteringe 51 auf, welche nach innen vorstehen. Die Halteringe 51 und der Gehäusedeckel 2 sind so ausgebildet, dass jeweils eine Übermaßpassung zwischen jedem der Halteringe 51 und dem Gehäusedeckel 2 vorliegt. Dadurch wird die Halteschicht 5 beim Aufschieben der Wärmeisolierungskappe 3 auf den Gehäusedeckel 2 gedehnt. Durch die Elastizität der Halteschicht 5 werden jeweils die Halteringe 51 und der Gehäusedeckel 2 gegeneinander gepresst, was eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Halteschicht 5 und Gehäusedeckel 2 bewirkt. Diese kraftschlüssige Verbindung bewirkt dabei die Befestigung der Wärmeisolierungskappe 3 am Gehäusedeckel 2.
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Die Halteringe 51 sind jeweils am hohlzylindrischen Bereich 3b der Wärmeisolierungskappe 3 angeordnet. Dadurch, dass die Halteringe 51 nach innen vorstehen, ist zwischen den übrigen Bereichen der Halteschicht 5 und dem Gehäusedeckel 2 ein Spalt 30 ausgebildet. Das heißt, es liegt nur eine kleine Kontaktfläche zwischen Gehäusedeckel 2 und Halteschicht 5 vor, nämlich an den Halteringen 51. Dadurch wird ein einfaches Aufschieben der Wärmeisolierungskappe 3 auf den Gehäusedeckel 2 ermöglicht.
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Weiterhin weist die Wärmeisolierungskappe 3 eine Hitzeschutzschicht 6 auf, welche an einer Außenseite der Isolierschicht 4 angeordnet ist. Die Hitzeschutzschicht 6 ist als Aluminiumfolie ausgebildet und bewirkt eine Reflexion von auf die Wärmeisolierungskappe 3 auftreffender Wärmestrahlung. Dadurch wird eine Überhitzung des Ölfiltergehäuses 1, insbesondere des Gehäusedeckels 2, durch die Wärmestrahlung, welche beispielsweise von benachbarten Bauteilen des Ölfiltergehäuses 1 abgestrahlt wird, vermieden.
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3 zeigt eine Schnittansicht eines Ölfiltergehäuses 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 und 2 mit dem Unterschied, dass das Ölfiltergehäuse 1 zusätzlich ein Heizelement 9 umfasst. Das Heizelement 9 ist in Form eines elektrischen Heizdrahtes ausgebildet, welcher sich spiralförmig um den Umfang der Wärmeisolierungskappe 3 erstreckt. Das Heizelement 9 ist dabei innerhalb des hohlzylindrischen Bereichs 3b der Wärmeisolierungskappe 3 angeordnet. Im Detail ist das Heizelement 9 vollständig innerhalb der Isolierschicht 4 und unmittelbar an die Halteschicht 5 angrenzend angeordnet.
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Das Heizelement 9 ist mittels einer Leitung 91 mit einer Steuereinrichtung 95 verbindbar. Die Steuereinrichtung 95 ist am Gehäusegrundkörper 15 angeordnet und eingerichtet, das Heizelement 9 basierend auf einer Umgebungstemperatur zu betätigen. Zum Erfassen der Umgebungstemperatur weist die Steuereinrichtung 95 einen Umgebungstemperatursensor auf. Zudem ist die Steuereinrichtung 95 eingerichtet, um das Heizelement 9 basierend auf einer vom Umgebungstemperatursensor erfassten Umgebungstemperatur mit Strom zu versorgen, um den Gehäusedeckel 2 zu heizen.
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An der Leitung 91 des Heizelements 9 ist ferner ein Stecker 92 vorgesehen, um eine lösbare Verbindung mit der Steuereinrichtung 95 zu ermöglichen. Dadurch kann die Verbindung zwischen Heizelement 2 und Steuereinrichtung 95 beispielsweise getrennt werden, um ein Abziehen der Wärmeisolierungskappe 3 vom Gehäusedeckel 2 zu ermöglichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ölfiltergehäuse
- 2
- Gehäusedeckel
- 2a
- kuppelförmiger Bereich des Gehäusedeckels
- 2b
- hohlzylindrischen Bereich des Gehäusedeckels
- 3
- Wärmeisolierungskappe
- 3a
- kuppelförmiger Bereich der Wärmeisolierungskappe
- 3b
- hohlzylindrischen Bereich der Wärmeisolierungskappe
- 4
- Isolierschicht
- 5
- elastische Halteschicht
- 6
- Hitzeschutzschicht
- 9
- Heizelement
- 10
- Brennkraftmaschine
- 15
- Gehäusegrundkörper
- 15a
- Öffnung
- 16
- Aufnahmeraum
- 17
- Ölfilter
- 20
- Gewinde
- 30
- Spalt
- 51
- Haltering
- 91
- Leitung
- 92
- Stecker
- 95
- Steuereinrichtung
- 100
- Fahrzeug
