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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Filterelement-Additiv-Modul eines Filters für Fluid, insbesondere Öl, Kraftstoff, Wasser, Harnstoffwasserlösung oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Filterelement, das wenigstens ein Filtermedium zur Filtrierung des Fluids aufweist, und wenigstens einer Additiv-Abgabeeinrichtung für wenigstens ein Additiv für das Fluid.
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Ferner betrifft die Erfindung einen Filter mit wenigstens einem Filterelement-Additiv-Modul.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 10 2004 001 983 A1 ist eine Vorrichtung zur Filtrierung von flüssigen Fluiden bekannt. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse, einen im Gehäuse angeordneten Fluideinlass und einen im Gehäuse angeordneten Fluidauslass. Zwischen Fluideinlass und Fluidauslass sind Mittel zur Entfernung von Partikeln aus dem Fluidstrom vorhanden. In der Vorrichtung ist wenigstens ein Additiv zur funktionalen Änderung der Fluideigenschaften angeordnet. Das Additiv ist in kolloid-disperser, formbeständiger elastischer Form im Innenvolumen der Vorrichtung korrespondierend zu wenigstens einer geometrischen Vorgabe durch den Innenaufbau der Vorrichtung und des Mittels zur Entfernung der Partikel angeordnet und geformt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement-Additiv-Modul und einen Filter der eingangs genannten Art zu gestalten, bei dem unterschiedliche Additive, auch fließfähige, insbesondere flüssige oder pulver- oder granulatförmige Additive, einfach vorgehalten und mit dem Fluid in Kontakt gebracht werden können.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die wenigstens eine Additiv-Abgabeeinrichtung wenigstens einen Additivbehälter zur Vorhaltung des wenigstens einen Additivs aufweist, der wenigstens eine Additivbehälter wenigstens teilweise außerhalb des wenigstens einen Filterelements angeordnet und mittels wenigstens einer zumindest formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Element-Behälter-Verbindung an dem wenigstens einen Filterelement befestigt ist.
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Erfindungsgemäß wird das wenigstens eine Additiv in wenigstens einem Additivbehälter vorgehalten. Der wenigstens eine Additivbehälter kann vor oder nach dem Zusammenbau mit dem wenigstens einen Filterelement mit dem wenigstens einen Additiv befüllt werden. Das wenigstens eine Additiv kann zuverlässig in dem wenigstens einen Additivbehälter gehalten werden. Es kann bedarfsgerecht an das Fluid abgegeben werden.
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Mit dem wenigstens einen Additivbehälter können auch nicht formstabile, insbesondere fließfähige, vorzugsweise flüssige oder pulver- oder granulatförmige Additive bei dem Filterelement-Additiv-Modul verwendet werden. Fließfähige Additive können sich einfacher mit dem Fluid vermischen und/oder mit diesem physikalisch und/oder chemisch reagieren. Zusätzlich oder alternativ kann mit dem wenigstens einen Additivbehälter wenigstens ein formstabiles Additiv vorgehalten werden.
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Der wenigstens eine Additivbehälter kann vorteilhafterweise wenigstens eine Abgabeöffnung aufweisen, welche einen Additivraum für das Additiv mit einem fluidführenden Raum eines Filtergehäuses des Filters fluidtechnisch verbinden kann. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Additiv mit dem Fluid in Kontakt kommen. Das wenigstens eine Additiv kann sich so einfach in dem Fluid lösen und/oder mit diesem reagieren. Durch entsprechende Vorgabe, insbesondere Größe und/oder Position der wenigstens einen Abgabeöffnung und/oder Verteilung mehrerer Abgabeöffnungen, kann eine Abgabecharakteristik, insbesondere eine Abgabegeschwindigkeit, des wenigstens einen Additivs vorgegeben, insbesondere gezielt beeinflusst, werden.
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Additive können bekanntermaßen Wirkstoffe sein, die zur Verbesserung bestimmter Eigenschaften dem zu behandelnden Fluid zugesetzt werden. Die Wirkstoffe können die physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften des Fluids verändern.
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Das wenigstens eine Additiv, das in dem wenigstens einen Additivbehälter angeordnet werden kann, kann flüssig oder fest sein. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Additiv während des Gebrauchs, insbesondere chemisch, abgebaut werden. Mit dem wenigstens einen Additiv können die Eigenschaften des Fluids über die Betriebsdauer erhalten und/oder die Eigenschaften verändert, insbesondere für den entsprechenden Verwendungszweck verbessert, werden.
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Das wenigstens eine Additiv kann dazu verwendet werden, das Fluid so zu verändern, dass es weniger aggressiv auf andere Materialien des Filters, insbesondere des Filterelement-Additiv-Moduls, bevorzugt das Filtermedium, wirkt. Auf diese Weise können durch die Zugabe wenigstens eines Additivs auch ansonsten auf die Materialien des Filters aggressiv wirkende Fluide mit dem Filterelement-Additiv-Modul behandelt werden. Die Standzeit insbesondere des wenigstens einen Filterelements kann bei einer Behandlung des Fluids mit wenigstens einem Additiv entsprechend verlängert werden. Aufgabe des Additivs kann es insbesondere sein, bei einem Motorölkreislauf einer vorzeitigen Alterung des Öls vorzubeugen.
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Additive werden in der Regel im verhältnismäßig geringen Mengen dem zu behandelnden Fluid zugeführt.
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Die zumindest formschlüssige und/oder kraftschlüssige Element-Behälter-Verbindung kann einfach geschlossen werden. Eine derartige Element-Behälter-Verbindung kann vorteilhafterweise so ausgestaltet sein, dass sie wieder lösbar ist. Auf diese Weise kann der wenigstens eine Additivbehälter insbesondere zu Wartungszwecken von dem wenigstens einen Filterelement getrennt werden. Bei einer Wartung kann der wenigstens eine Additivbehälter ausgetauscht oder mit Additiv aufgefüllt werden. Der wenigstens eine Additivbehälter kann auch wiederverwendet werden. Zusätzlich oder alternativ kann das wenigstens eine Filterelement ausgetauscht werden.
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Zusätzlich zu der zumindest formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Element-Behälter-Verbindung kann der wenigstens eine Additivbehälter auch in andersartiger Weise, insbesondere materialschlüssig, vorzugsweise mittels Kleben, Schweißen oder Löten, mit dem wenigstens einen Filterelement verbunden sein. Derartige materialschlüssige Verbindungen können in der Regel nicht zerstörungsfrei getrennt werden.
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Der wenigstens eine Additivbehälter ist erfindungsgemäß wenigstens teilweise außerhalb des wenigstens einen Filterelements angeordnet. Auf diese Weise kann eine Gestaltungsfreiheit im Bezug auf Form und/oder Größe des wenigstens einen Additivbehälters vergrößert werden. Der wenigstens eine Additivbehälter kann außerhalb des wenigstens einen Filterelements von Fluid besser angeströmt, umströmt und/oder durchströmt werden. Bei der Verwendung eines Hohlfilterelements kann ein Teil des wenigstens einen Additivbehälters platzsparend in einem Elementinnenraum angeordnet sein. Erfindungsgemäß kann insbesondere in Verbindung mit einem Hohlfilterelement ein Aufnahmevolumen und/oder eine vom Fluid anströmbare Oberfläche des wenigstens einen Additivbehälters größer sein, als dies bei einer Anordnung ausschließlich innerhalb des Hohlfilterelements möglich wäre.
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Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Additivbehälter einstückig realisiert sein. Auf diese Weise kann ein Montageaufwand beim Zusammenbau des Filterelement-Additiv-Moduls verringert werden.
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Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Additivbehälter wenigstens teilweise nach einem Gussverfahren, insbesondere einem Spritzgussverfahren, hergestellt sein.
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Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Additivbehälter aus Kunststoff, Metall oder einem andersartigen Material oder Materialmix sein. Kunststoff kann einfach gegossen, insbesondere spritzgegossen, werden. Aus Kunststoff können einfach auch komplexe Formen realisiert werden. Der wenigstens eine Additivbehälter kann aus Kunststoff mit elastischen Eigenschaften versehen werden. Auf diese Weise kann ein Toleranzausgleich bewirkt werden.
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Das wenigstens eine Filtermedium kann zum Filtrieren von dem Fluid durchströmt werden. Das Filtermedium kann ein Filterpapier, ein Vlies, ein Meltblown, ein geschäumtes Filtermedium oder ein andersartigen zur Filtrierung des entsprechenden Fluids geeignetes Filtermedium oder eine Komposition von unterschiedlichen Filtermedien handeln. Das wenigstens eine Filtermedium kann zu einem Filterbalg geformt sein. Es kann gefaltet oder ungefaltet sein. Eine Anströmseite des Filtermediums bildet eine Rohfluidseite, auf der das zu reinigende Fluid eintreten kann. Eine Abströmseite des Filtermediums bildet eine Reinfluidseite, an der das gereinigte Fluid austreten kann.
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Das Filterelement-Additiv-Modul kann bei einem Filter für Flüssigkeit oder Gas, insbesondere Öl, Kraftstoff, Wasser, Harnstoffwasserlösung oder Luft, eingesetzt werden.
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Das Filterelement-Additiv-Modul kann insbesondere zur Reinigung und Behandlung von Motoröl eines Motorölkreislaufs einer Brennkraftmaschine verwendet werden. Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Vielmehr kann sie auch außerhalb einer Brennkraftmaschine insbesondere bei einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Insbesondere kann sie auch zur Reinigung und Behandlung von Getriebeöl oder Hydrauliköl oder einem anderen Betriebsmittel Verwendung finden. Die Erfindung kann auch außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik, insbesondere bei Industriemotoren, Verwendung finden. Die Erfindung kann auch bei Nutzfahrzeugen, Baumaschinen oder Landmaschinen verwendet werden.
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Das Filterelement-Additiv-Modul kann auch mehrere Filterelemente und/oder mehrere Additivbehälter aufweisen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Filterelement ein Hohlfilterelement, insbesondere ein Rundfilterelement, sein.
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Ein Hohlfilterelement zeichnet sich dadurch aus, dass es wenigstens einen Elementinnenraum aufweist. Der wenigstens eine Elementinnenraum kann bezüglich einer Elementachse umfangsmäßig von dem wenigstens einen Filtermedium umgeben sein. Im Unterschied zu einem sogenannten Flachfilterelement ist beim Hohlfilterelement das Filtermedium bezüglich des Elementinnenraums umfangsmäßig geschlossen. Zur Filtrierung kann das Fluid das Filtermedium bezüglich der Elementachse von radial außen nach radial innen oder umgekehrt durchströmen. Das Filterelement kann wenigstens einen Durchlass aufweisen, welcher mit dem Elementinnenraum verbunden sein kann. Durch den wenigstens einen Durchlass kann Fluid in den Elementinnenraum oder aus diesem heraus gelangen. Das Filtermedium kann insbesondere zickzackförmig gefaltet oder ungefaltet sein.
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Das wenigstens eine Filterelement kann vorteilhafterweise einen runden, ovalen, eckigen oder andersartigen Querschnitt haben. Das wenigstens eine Filterelement kann vorteilhafterweise bezüglich der Elementachse zylindrisch, konisch oder andersartig geformt sein. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Filterelement ein sogenanntes Rundfilterelement, ein ovales Rundfilterelement, ein konisches Rundfilterelement oder ein konisch-ovales Rundfilterelement sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können das wenigstens eine Filterelement und der wenigstens eine Additivbehälter bezüglich einer Achse des Filterelement-Additiv-Moduls axial hintereinander angeordnet sein.
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Auf diese Weise können das wenigstens eine Filterelement und der wenigstens eine Additivbehälter platzsparend axial, insbesondere koaxial, angeordnet sein. Bei der Verwendung eines Hohlfilterelements, insbesondere eines Rundfilterelements, kann vorteilhafterweise der wenigstens eine Additivbehälter an einer Stirnseite des wenigstens einen Filterelements befestigt sein.
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Vorteilhafterweise können eine Elementachse des wenigstens einen Filterelements und/oder eine Behälterachse des wenigstens einen Additivbehälters koaxial oder parallel zu einer Achse des Filterelement-Additiv-Moduls verlaufen oder diese bilden. Vorteilhafterweise kann die Elementachse des wenigstens einen Filterelements und/oder die Behälterachse des wenigstens einen Additivbehälters und/oder die Achse des Filterelement-Additiv-Moduls parallel oder koaxial zu einer Einbauachse des Filterelement-Additiv-Moduls in ein Filtergehäuse des Filters verlaufen. Auf diese Weise kann das Filterelement-Additiv-Modul einfach axial in das Filtergehäuse gesteckt werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Filterelement wenigstens an einer bezüglich einer Achse des Filterelement-Additiv-Moduls, insbesondere einer Elementachse, vorderen und/oder oder hinteren Stirnseite wenigstens einen Endkörper aufweisen.
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Mit dem wenigstens einen Endkörper kann das wenigstens eine Filterelement stabilisiert werden. Die Form insbesondere eines gefalteten Filtermediums kann mit dem wenigstens einen Endkörper vorgegeben und/oder gehalten werden.
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Der wenigstens eine Endkörper kann vorteilhafterweise Anschlusselemente aufweisen. Die Anschlusselemente können zum Anschluss insbesondere entsprechender Durchlässe des wenigstens einen Filterelements mit entsprechenden Anschlusselementen, insbesondere Anschlussstutzen, des Filtergehäuses des Filters und/oder des Additivbehälters dienen. Die Anschlusselemente können auch zum Anschluss des wenigstens einen Filterelements an einen etwaigen Filterkopf des Filters dienen.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Endkörper wenigstens eine Öffnung zum Elementinnenraum eines als Hohlfilterelement ausgelegten Filterelements aufweisen.
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Wenigstens einer der Endkörper kann vorteilhafterweise eine Endscheibe aufweisen oder sein. Eine Endscheibe kann platzsparend an einer Stirnseite des Filterelements, insbesondere des Filtermediums, angeordnet sein. Scheibenartigen Endkörper können eine verhältnismäßig geringe Ausdehnung, insbesondere Dicke, in Richtung der Achse des Filterelement-Additiv-Moduls, insbesondere der Elementachse, aufweisen.
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Der wenigstens eine Endkörper kann vorteilhafterweise materialschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Filtermedium verbunden sein. Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Endkörper mit dem wenigstens einen Filtermedium verklebt oder verschweißt oder auf oder in dieses geschäumt oder gespritzt sein.
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Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Endkörper aus Kunststoff und/oder Metall sein.
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Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Endkörper wenigstens eine Aufnahme für eine etwaige Dichtung, insbesondere O-Ring-Dichtung, aufweisen. Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Endkörper wenigstens eine Aufnahme für eine etwaige Dichtung, insbesondere eine Formdichtung, aufweisen. Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Endkörper wenigstens einen Befestigungskragen oder Aufnahmekragen für entsprechende Element-Behälter-Verbindungen aufweisen.
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Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Additivbehälter an dem wenigstens einen Endkörper des wenigstens einen Filterelements befestigt sein. Auf diese Weise können mechanische Kräfte gleichmäßig zwischen dem wenigstens einen Additivbehälter und dem wenigstens einen Filterelement übertragen werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Filterelement wenigstens einen Stützkörper, insbesondere ein Stützrohr, aufweisen. An dem wenigstens einen Stützkörper kann sich das Filtermedium, insbesondere beim Durchströmen des Fluids, abstützen. Der wenigstens eine Stützkörper kann vorteilhafterweise in dem Elementinnenraum eines als Hohlfilterelement ausgelegten Filterelements angeordnet sein. Der wenigstens eine Stützkörper kann vorteilhafterweise koaxial oder parallel zur Elementachse des wenigstens einen Filterelements verlaufen.
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Vorteilhafterweise kann sich der wenigstens eine Stützkörper zwischen zwei Endkörpern des wenigstens einen Filterelements erstrecken, die auf gegenüberliegenden Seiten des Filterelements angeordnet sind. Der wenigstens eine Stützkörper kann vorteilhafterweise mit wenigstens einem Endkörper des wenigstens einen Filterelements verbunden sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Filterelement noch besser stabilisiert werden. Insbesondere können so mechanische Kräfte, welche mittels der Element-Behälter-Verbindung von dem Additivbehälter auf das Filterelement übertragen werden, besser ausgeglichen werden. Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Stützkörper mit beiden Endkörpern verbunden sein. So kann die Stabilität des wenigstens einen Filterelements weiter erhöht werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Element-Behälter-Verbindung eine Schnappverbindung oder Rastverbindung aufweisen.
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Eine Schnappverbindung oder Rastverbindung kann einfach geschlossen werden. Schnappverbindungen und Rastverbindungen können darüber hinaus so ausgelegt werden, dass sie zerstörungsfrei wieder gelöst werden können. Auf diese Weise kann die Element-Behälter-Verbindung wieder verwendet werden. So kann die Wartungsfreundlichkeit des Filterelement-Additiv-Moduls verbessert werden.
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Die Schnappverbindung oder Rastverbindung kann vorteilhafterweise wenigstens ein Rastelement, insbesondere einen Rasthaken, aufweisen. Das wenigstens eine Rastelement kann an dem wenigstens einen Additivbehälter oder dem wenigstens einen Filterelement angeordnet sein. Es kann auch an dem wenigstens einen Additivbehälter und dem wenigstens einen Filterelement jeweils wenigstens ein Rastelement angeordnet sein. Das wenigstens eine Rastelement kann vorteilhafterweise mit einer entsprechenden Rastaufnahme an dem entsprechenden anderen Bauteil zusammenwirken. So kann eine stabile, formschlüssige Element-Behälter-Verbindung realisiert werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Rastelement aufseiten des wenigstens einen Filterelements verrasten. Auf diese Weise ist auf Seiten des wenigstens einen Filterelements lediglich eine entsprechende Rastaufnahme erforderlich. Eine derartige Rastaufnahme kann einfacher ausgestaltet sein und realisiert werden als das entsprechende Rastelement. Das wenigstens eine Rastelement kann vorteilhafterweise fest, direkt oder indirekt, mit dem wenigstens einen Additivbehälter verbunden sein.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Rastelement in dem Elementinnenraum des etwaigen wenigstens einen Hohlfilterelements verrasten. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Rastelement geschützt und platzsparend angeordnet sein.
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Das wenigstens eine Rastelement kann vorteilhafterweise einstückig mit dem wenigstens einen Additivbehälter verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich kann der wenigstens eine Additivbehälter wenigstens eine Verbindungskörper aufweisen, der das wenigstens eine Rastelement umfassen kann.
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Der wenigstens eine Verbindungskörper kann vorteilhafterweise ein Deckelelement des wenigstens einen Additivbehälters aufweisen oder als ein solches realisiert sein. Mit dem wenigstens einen Deckelelement kann eine Einfüllöffnung eines Additivraums für das Additiv des wenigstens einen Additivbehälters verschlossen sein. Das wenigstens eine Deckelelement kann vorteilhafterweise mit einer materialschlüssigen und/oder formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Deckel-Verbindungseinrichtung mit einem Behältertopf des wenigstens einen Additivbehälters verbunden sein. Die Deckel-Verbindungseinrichtung kann vorteilhafterweise wenigstens ein Verbindungs-Rastelement, insbesondere eine Verbindungsrasthaken, und/oder wenigstens eine Rastaufnahme aufweisen. Entsprechend kann der Behältertopf wenigstens ein Verbindungs-Rastelement und/oder wenigstens eine Rastaufnahme aufweisen. Die Deckel-Verbindungseinrichtung kann Teil der Additiv-Behälter-Verbindung sein oder von dieser getrennt betrachtet werden.
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Alternativ kann vorteilhafterweise wenigstens ein Endkörper des Filterelements zum Verschließen der wenigstens einen Einfüllöffnung des wenigstens einen Additivbehälters ausgestaltet sein. In diesem Fall kann die Additiv-Behälter-Verbindung auch als Deckel-Verbindungseinrichtung wirken.
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Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Additivbehälter, insbesondere einen Behältertopf, ringförmig aufgebaut sein. Er kann vorteilhafterweise eine radial innere Umfangswand und eine radial äußere Umfangswand aufweisen, zwischen denen sich ein ringförmiger Additivraum zur Aufnahme des wenigstens einen Additivs befindet. Die Umfangswände des ringförmigen Additivbehälters können an wenigstens einer Stirnseite insbesondere mittels eines Bodenabschnitts verschlossen sein. Ein radial innerer Behälterinnenraum, der von der radial inneren Umfangswand umgeben ist, kann als Fluidkanal für das Filterelement-Additiv-Modul dienen. Der Behälterinnenraum kann vorteilhafterweise gegebenenfalls mit dem Elementinnenraum des wenigstens einen Hohlfilterelements korrespondieren.
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Der wenigstens eine Additivbehälter kann vorteilhafterweise wenigstens ein Behälteranschlusselement, insbesondere eine Anschlussdichtungseinheit, für ein entsprechendes Filteranschlusselement, insbesondere einen Anschlussstutzen, eines Filtergehäuses des Filters oder eines Filterkopfs aufweisen. Das wenigstens eine Behälteranschlusselement kann eine Fluidverbindung zwischen dem Behälterinnenraum und dem Filteranschlusselement herstellen. Vorteilhafterweise kann das Behälteranschlusselement wenigstens eine Dichtung, insbesondere eine O-Ring-Dichtung, aufweisen. Der Behälterinnenraum mittels der wenigstens einen Dichtung nach außen abgedichtet werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der wenigstens eine Additivbehälter rohfluidseitig bezüglich des wenigstens einen Filterelements angeordnet sein.
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Auf diese Weise kann das Fluid mit dem Additiv zusammentreffen, bevor es zu dem Filtermedium gelangt. So können die Eigenschaften des Fluids mit dem Additiv stromaufwärts des Filtermediums verändert werden. Das Fluid kann mit dem Additiv in einer Weise verändert werden, dass es das Filtermedium weniger belastet. So kann die Standzeit des Filtermediums mithilfe des Additivs verlängert werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens ein Additivbehälter reinfluidseitig des wenigstens einen Filterelements angeordnet sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Additiv strömungstechnisch erst hinter dem Filtermedium mit dem gereinigten Fluid in Kontakt kommen. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass das Additiv mit dem Filtermedium wechselwirken oder durch dieses herausgefiltert werden kann, bevor es mit dem Fluid wechselwirken kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann an einer Anschlussseite und/oder gegenüber der Anschlussseite des Filterelement-Additiv-Moduls wenigstens ein Additivbehälter angeordnet sein.
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Auf der Anschlussseite des Filterelement-Additiv-Moduls befindet sich der Anschluss zu einem entsprechenden Filteranschlusselement, insbesondere einem Anschlussstutzen, des Filtergehäuses oder eines Filterkopfs. Auf der Anschlussseite kann der wenigstens eine Additivbehälter besonders gut, insbesondere ungehindert, von Fluid angeströmt, umströmt und/oder durchströmt werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens ein Additivbehälter an der der Anschlussseite gegenüberliegenden Seite des Filterelement-Additiv-Moduls angeordnet sein. Auf diese Weise kann das Filterelement-Additiv-Modul einfacher aufgebaut sein. Insbesondere ist es nicht erforderlich, den wenigstens einen Additivbehälter zu dem entsprechenden Filteranschlusselement hin mit einem Behälteranschlusselement zu versehen. Auf entsprechende Verbindungselemente und/oder Dichtungselemente kann so verzichtet werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann zwischen dem wenigstens einen Filterelement und dem wenigstens einen Additivbehälter wenigstens eine Dichtung, insbesondere eine O-Ring-Dichtung, angeordnet sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann zwischen dem wenigstens einen Filterelement und dem wenigstens einen Additivbehälter wenigstens eine Dichtung, insbesondere eine Formdichtung, angeordnet sein.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Dichtung zwischen einem Elementinnenraum des Filterelements und einem Behälterinnenraum des wenigstens einen Additivbehälters angeordnet sein. So kann die wenigstens eine Dichtung den Verbindungsbereich zwischen dem Elementinnenraum und den Behälterinnenraum nach außen abdichten.
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Der Behälterinnenraum und der Elementinnenraum können vorteilhafterweise reinfluidseitig durchströmbar sein. Mittels der wenigstens einen Dichtung kann so die Reinfluidseite in dem Bereich der Verbindung zwischen dem wenigstens einen Additivbehälter und dem wenigstens einen Filterelement nach außen, insbesondere zur Rohfluidseite, abgedichtet werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Filterelement-Additiv-Modul bei einem nicht zerstörungsfrei offenbaren Wechselfilter oder einem öffenbaren Filter, insbesondere austauschbar, verwendbar sein.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Filter-Additiv-Modul in einem sogenannten Wechselfilter angeordnet sein. Bei dem Wechselfilter ist das Filtergehäuse nicht zerstörungsfrei offenbar. Zu Wartungszwecken muss der gesamte Wechselfilter inklusive dem Filtergehäuse und dem gesamten Filterelement-Additiv-Modul ausgetauscht werden. Der Wechselfilter wird an einem Filterkopf befestigt, welcher entsprechende Anschlüsse für Fluidzulauf und Fluidablauf aufweist. Der Filterkopf kann fest an einem Rahmen insbesondere einer Brennkraftmaschine befestigt sein. Der Filterkopf kann insbesondere Teil eines Motorölkreislaufs sein.
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Alternativ kann das wenigstens eine Filterelement-Additiv-Modul in einem offenbaren Filtergehäuse angeordnet sein. Das wenigstens eine Filterelement-Additiv-Modul kann zu Wartungszwecken einfach entnommen oder ausgetauscht werden. So ist es möglich, dass nur die Bauteile ausgetauscht werden, welche ersetzt werden müssen. Alle anderen Bauteile, insbesondere das Filtergehäuse, können wiederverwendet werden.
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Die Aufgabe wird ferner bei dem Filter erfindungsgemäß gelöst durch das erfindungsgemäße Filterelement-Additiv-Modul.
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Die oben in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Filterelement-Additiv-Modul und dessen und dessen vorteilhaften Ausführungsformen aufgezeigten Vorteile und Merkmale gelten für den erfindungsgemäßen Filter und dessen vorteilhafte Ausführungsformen entsprechend und umgekehrt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
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1 einen Längsschnitt eines Filterelement-Additiv-Moduls für Motoröl einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
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2 einen Längsschnitt eines Filterelement-Additiv-Moduls gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In der 1 ist ein Filterelement-Additiv-Modul 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel eines ansonsten nicht gezeigten Filters für Motoröl in einem Längsschnitt gezeigt. Der Filter ist in einem in der 1 nicht gezeigten Motorölkreislauf einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Der Filter dient der Reinigung des Motoröls und der Zugabe eines Additivs. Das verwendete Additiv bewirkt bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel, dass eine Alterung des Motoröls herausgezögert wird.
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Das Filterelement-Additiv-Modul 10 umfasst ein Rundfilterelement 12 und eine Additiv-Abgabevorrichtung mit einem Additivbehälter 14. Das Rundfilterelement 12 und der Additivbehälter 14 sind als Modul aufgebaut, das heißt, sie können gemeinsam vormontiert und in ein entsprechendes, in der 1 nicht gezeigtes, Filtergehäuse des Filters eingebaut werden. Das Rundfilterelement 12 und der Additivbehälter 14 sind mittels einer formschlüssig wirkenden Element-Behälter-Verbindung 15 miteinander verbunden.
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Das Rundfilterelement 12 umfasst ein Filtermedium 16, beispielsweise ein Filtervlies, welches zickzackförmig gefaltet und bezüglich einer Achse 18 umfangsmäßig geschlossen zu einem Filterbalg 20 geformt ist.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel verläuft die Achse 18 koaxial zu einer Elementachse des Rundfilterelements 12 und zu einer Behälterachse des Additivbehälters 14. Sie kann daher auch als „Modulachse” bezeichnet werden. Wenn im Folgenden von „axial”, „koaxial”, „radial”, „umfangsmäßig” oder dergleichen die Rede ist, so bezieht sich dies, sofern nicht anders ausgeführt, auf die Achse 18.
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Der Filterbalg 20 umgibt radial außen einen Elementinnenraum 22 des Rundfilterelements 12. An einer dem Additivbehälter 14 abgewandten bodenseitigen Stirnseite ist eine bodenseitige Endscheibe 24 an das Filtermedium 16 geklebt. Mit der bodenseitigen Endscheibe 24 ist die Stirnseite des Filtermediums 16 dicht verschlossen. Die bodenseitige Endscheibe 24 hat die Form einer Ringscheibe, die eine Öffnung zum Elementinnenraum 22 aufweist.
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Für die Erfindung ist die Orientierung des Filterelement-Additiv-Moduls 10 nicht unbedingt wesentlich. Wenn daher von „bodenseitig” die Rede ist, so dient dies im Wesentlichen der einfacheren Erläuterung des dargestellten Ausführungsbeispiels. Unter Einsatzbedingungen kann das Filterelement-Additiv-Modul 10 auch schräg zur Horizontalen angeordnet sein. Die bodenseitige Endscheibe 24 kann sich auch räumlich oben befinden.
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Auf der dem Additivbehälter 14 zugewandten anschlussseitigen Stirnseite ist eine ringförmige anschlussseitige Endscheibe 26 dicht mit dem Filtermedium 16 verklebt. Die Endscheiben 24 und 26 sind jeweils vorteilhafterweise aus Kunststoff.
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Zwischen den Endscheiben 24 und 26 erstreckt sich im Elementinnenraum 22 ein koaxiales Stützrohr 28. Das Stützrohr 28 ist vorteilhafterweise aus Kunststoff. Das Stützrohr 28 ist mit seinen Enden jeweils mit der entsprechenden Endscheibe 24 und 26 stabil verbunden. Das Stützrohr 28 ist an seinen Enden offen. Seine Umfangswand weist eine Vielzahl von Öffnungen auf, sodass das Stützrohr 28 umfangsseitig für Motoröl durchlässig ist. Faltkanten des Filtermediums 16 an der radial inneren Umfangsseite des Filterbalgs 20 können sich an der radial äußeren Umfangsseite des Stützrohrs 28 abstützen.
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An ihrer radial inneren Umfangsseite ist die anschlussseitige Endscheibe 26 zu einem elementseitigen Anschlussstutzen 30 ausgebildet. Der elementseitige Anschlussstutzen 30 erstreckt sich koaxial in den Elementinnenraum 22.
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Der elementseitige Anschlussstutzen 30 ist in axialer Richtung betrachtet zweifach rechtwinklig abgestuft. Die radial benachbarten Abschnitte zwischen den Stufen verlaufen wechselweise umfangsmäßig radial und umfangsmäßig axial.
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Die von radial außen betrachtet erste Stufe bildet eine Dichtungsaufnahme 32 für eine koaxiale O-Ring-Dichtung 34. Die O-Ring-Dichtung 34 liegt mit ihrer radial äußeren Umfangsseite und ihrer der Endscheibe 26 zugewandten Seite jeweils umfangsmäßig zusammenhängend dicht an der Dichtungsaufnahme 32 an.
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Die von radial außen betrachtet zweite Stufe bildet einen Stützabschnitt 36 für einen entsprechenden Gegenstützabschnitt 38 eines behälterseitigen Anschlussstutzens 40.
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Ein der Endscheibe 26 zugewandter Rand des elementseitigen Anschlussstutzens 30 bildet eine Rastaufnahme 42 für Rasthaken 44 des behälterseitigen Anschlussstutzens 40. Die Rastaufnahme 42 und die Rasthaken 44 sind Teile der Element-Behälter-Verbindung 15.
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Der Additivbehälter 14 ist insgesamt koaxial aufgebaut. Er weist einen Behältertopf 46 auf mit einer radial äußeren Umfangswand 48 und einer radial inneren Umfangswand 50. Die radial äußere Umfangswand 48 und die radial innere Umfangswand 50 sind an der dem Rundfilterelement 12 axial abgewandten Stirnseite einstückig über einen ringförmigen Stirnwandabschnitt 52 verbunden. Der Behältertopf 46 ist einstückig nach einem Spritzgussverfahren aus Kunststoff hergestellt.
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Auf der dem Rundfilterelement 12 axial abgewandten Außenseite ist an dem Stirnwandabschnitt 52 eine hier nicht weiter interessierende koaxiale Anschlussdichtungseinheit 54 angeordnet.
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Die radial innere Umfangswand 50 umgibt einen koaxialen Behälterinnenraum 56, welcher an beiden axialen Stirnseiten jeweils eine Öffnung aufweist. Durch die Umfangswände 48 und 50 und den Stirnwandabschnitt 52 wird ein Additivraum 58 mit begrenzt. Der Additivraum 58 dient zur Aufnahme des Additivs, welches in der 1 der besseren Übersicht wegen nicht gezeigt ist.
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Die radial äußere Umfangswand 48 und der Stirnwandabschnitt 52 weisen jeweils eine Mehrzahl von Abgabeöffnungen 60 auf, über die der Additivraum 58 mit einem umgebenden rohölseitigen Einlassraum des Filters in Fluidverbindung steht.
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Auf der dem Rundfilterelement 12 zugewandten Seite geht die radial innere Umfangswand 50 einstückig in einen radial und umfangsmäßig verlaufenden Bodenabschnitt 62 über. Der Bodenabschnitt 62 weist einen koaxialen behälterseitigen Verbindungsstutzen 64 auf, welcher sich in den Behälterinnenraum 56 erstreckt. Der behälterseitige Verbindungsstutzen 64 umgibt eine Verbindungsöffnung 66, welche den Behälterinnenraum 56 mit dem Elementinnenraum 22 verbindet.
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Der dem Behälterinnenraum 56 zugewandte freie Rand des behälterseitigen Verbindungsstutzens 64 dient als Rastaufnahme 68 für Verbindungsrasthaken 70 eines koaxialen ringförmigen Deckelelements 72 des Additivbehälters 14. Die Verbindungsrasthaken 70 erstrecken sich parallel zur Achse 18 umfangsmäßig gleichmäßig verteilt radial innerhalb der radial inneren Umfangsseite des behälterseitigen Verbindungsstutzens 64. Entsprechende Rastnasen befinden sich an den radial äußeren Umfangsseiten der jeweiligen Verbindungsrasthaken 70 und verrasten formschlüssig axial hinter der Rastaufnahme 68. Die Verbindungsrasthaken 70 und die Rastaufnahme 68 sind Teile der Element-Behälter-Verbindung 15.
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Das Deckelelement 72 dient unter anderem dem Verschluss der offenen Stirnseite des Additivraums 58 auf der dem Rundfilterelement 12 zugewandten Seite. Die offene Stirnseite des Additivraums 58 dient als Einfüllöffnung für das Additiv und ist nachträglich mit dem Deckelelement 72 verschlossen. Das Deckelelement 72 weist einen umfangsmäßig und radial verlaufenden ringscheibenförmigen Abdeckabschnitt 74 auf. Der Abdeckabschnitt 74 weist auf seiner dem Additivraums 58 zugewandten Seite radial innen und radial außen jeweils einen koaxialen Einsteckkragen 76 auf. Mit den Einsteckkragen 76 ist das Deckelelement 72 von der offenen Seite in den Additivraum 58 eingesteckt und wird zwischen den Umfangswänden 48 und 50 radial positioniert.
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Das Deckelelement 72 weist ferner ein koaxiales kreisrundes Loch auf, welches die Verbindungsöffnung 66 mit bildet. Radial außen neben dem Loch sind die Verbindungsrasthaken 70 einstückig mit dem Abdeckabschnitt 74 verbunden.
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Auf der dem Behälterinnenraum 56 axial abgewandten Außenseite ist der koaxiale behälterseitige Anschlussstutzen 40 einstückig mit dem Abdeckabschnitt 74 verbunden. Die Rasthaken 44 befinden sich an dem freien Rand des behälterseitigen Anschlussstutzens 40, welcher dem Behälterinnenraum 56 axial abgewandt ist. Sie sind umfangsmäßig verteilt angeordnet. Rastnasen der Rasthaken 44 befinden sich auf deren radial äußeren Umfangsseiten.
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Im Bereich von Rastarmen der Rasthaken 44 sind die radial äußeren Umfangsseiten gegenüber der radial äußeren Umfangsseite des behälterseitigen Anschlussstutzens 40 nach radial innen versetzt. Auf diese Weise ist der behälterseitige Anschlussstutzen 40 im Bereich der Rasthaken 44 radial außen abgestuft und bildet dort mit seinem Rand den Gegenstützabschnitt 38.
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Zur Montage des Filterelement-Additiv-Moduls 10 wird das Rundfilterelement 12 mit dem Filtermedium 16, den Endscheiben 24 und 26 und dem Stützrohr 28 vormontiert.
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Der Behältertopf 46 und das Deckelelement 72 des Additivbehälters 14 werden jeweils einstückig nach einem Spritzgussverfahren aus Kunststoff hergestellt. In den noch offenen Additivraum 48 wird das Additiv eingefüllt. Der Additivraum 48 wird mit dem Deckelelement 72 verschlossen. Dabei werden die Verbindungsrasthaken 70 voran in den behälterseitigen Verbindungsstutzen 64 gesteckt und dort verrastet. Die Einsteckkragen 76 werden dabei in den Additivraum 58 gesteckt.
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Der Additivbehälter 14 wird mit dem behälterseitigen Anschlussstutzen 40 voran in axialer Richtung unter Zwischenlage der O-Ring-Dichtung 34 auf die anschlussseitige Endscheibe 26 des Rundfilterelements 12 gesteckt. Dabei wird der behälterseitige Anschlussstutzen 40 in dem elementseitigen Anschlussstutzen 30 geführt. In der Endposition verrasten die Rasthaken 40 formschlüssig hinter den Rastaufnahmen 42 des Rundfilterelements 12.
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Schließlich wird die Anschlussdichteinheit 54 an dem Stirnwandabschnitt 52 des Additivbehälters 40 montiert.
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Die Reihenfolge der Montageschritte kann sinnvoll verändert werden. Beispielsweise kann die Anschlussdichteinheit 54 zu einem früheren Zeitpunkt montiert werden.
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Das vormontierte Filterelement-Additiv-Modul 10 wird mit dem Rundfilterelement 12 voran in einer axialen Einbaurichtung in einen nicht gezeigten Gehäusetopf des Filtergehäuses des als Wechselfilter ausgestalteten Filters eingesteckt.
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Der Filtertopf wird auf der dem Additivbehälter 14 zugewandten Seite mit einem nicht gezeigten Gehäusedeckel verschlossen. Dabei wird ein Anschlussstutzen des Gehäusedeckels mit der Anschlussdichtungseinheit 54 verbunden. Der Gehäusedeckel dient gleichzeitig auch als Anschluss, mit dem der Filter an einem entsprechenden Filterkopf des Motorölkreislaufs befestigt werden kann. Der Filterkopf weist entsprechende Ölkanäle zur Zuleitung des zu behandelnden Motoröls und Ableitung des behandelten Motoröls auf. Der Anschlussstutzen des Gehäusedeckels ist bei montiertem Filter mit dem Ölkanal zur Ableitung des behandelten Motoröls verbunden. Ferner weist der Gehäusedeckel bezüglich der Achse 18 exzentrische Einlassöffnungen auf, welche mit dem Kanal des Filterkopfs zur Zuleitung des zu behandelnden Motoröls verbunden sind. Die Einlassöffnungen führen in den Einlassraum des Filtergehäuses, der das Filterelement-Additiv-Modul 10 rohölseitig umgibt.
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Statt bei dem Wechselfilter kann das Filterelement-Additiv-Modul 10 auch bei einem Filter mit einem offenbaren Filtergehäuse verwendet werden. Das Filterelement-Additiv-Modul 10 kann dabei insbesondere zu Wartungszwecken dem Filtergehäuse entnommen und gegebenenfalls, auch teilweise, ausgetauscht werden.
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Beim Betrieb der Brennkraftmaschine strömt Motoröl durch den Kanal des Filterkopfs zur Zuleitung auf der Seite des Additivbehälters 14 in den Einlassraum des Filters. Der Strömungsverlauf des Motoröls innerhalb des Filters ist in der 1 durch gestrichelte Pfeile angedeutet. Das Motoröl tritt über die Abgabeöffnungen 60 mit dem Additiv im Behälterinnenraum 56 in Kontakt und wird entsprechend verändert.
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Das mit Additiv veränderte Motoröl gelangt zu dem Rundfilterelement 12. Es durchströmt das Filtermedium 16 von radial außen nach radial innen und strömt durch die Öffnungen des Stützrohrs 28 in den Elementinnenraum 22.
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Das filtrierte und mit Additiv veränderte Motoröl gelangt aus dem Elementinnenraum 22 durch die Verbindungsöffnung 66 in den Behälterinnenraum 56. Von dort aus verlässt das filtrierte und veränderte Motoröl das Filterelement-Additiv-Modul 10 durch die Auslassöffnung auf der Seite des Stirnwandabschnitts 52 und gelangt über den entsprechenden Ölkanal des Filterkopfs zurück in den Motorölkreislauf.
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In der 2 ist ein Filterelement-Additiv-Modul 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus der 1 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel wird beim zweiten Ausführungsbeispiel die Verschlussfunktion des Deckelelements 72 durch eine anschlussseitige Endscheibe 26 realisiert, welche an ihrer dem Filtermedium 16 axial abgewandten Außenseite die Einsteckkragen 76 aufweist. Auf die Verbindungsrasthaken 70 und den behälterseitigen Verbindungsstutzen 64 mit der Rastaufnahme 68 wird beim zweiten Ausführungsbeispiel verzichtet. Der behälterseitige Anschlussstutzen 40 mit den Rasthaken 44 ist einstückig mit dem Bodenabschnitt 62 des Behältertopfs 46 verbunden.
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Ferner ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel das Stützrohr 28 des Rundfilterelements 12 rippenartig aufgebaut.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004001983 A1 [0003]