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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung mit einem Filtereinsatz, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen solchen Filtereinsatz.
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Mit Hilfe von Filtereinrichtungen ist es möglich, ein Fluid, bspw. eine Flüssigkeit oder ein Gas, zu filtern. Im Rahmen des Filterns wird das entsprechende Fluid bspw. von Schmutzpartikeln befreit und/oder es werden unerwünschte Bestandteile aus dem Fluid ausgeschieden. Gattungsgemäße Filtereinrichtungen weisen hierbei zweiteilige Gehäuse auf, in denen ein entsprechender Filtereinsatz zum Filtern des Fluids angeordnet ist und vom zu filternden Fluid durchströmt wird. Zum Abdichten einer Rohseite der Filtereinrichtung, auf der das zu filternde Fluid in die Filtereinrichtung einströmt von einer Reinseite, in die das gefilterte Fluid strömt, weisen derartige Filtereinsätze in der Regel eine Dichtung auf, die sich randseitig des Filtereinsatzes in einer Umfangsrichtung erstreckt. Die Dichtung wirkt dabei mit entsprechenden Strukturen des Gehäuses zusammen. Hierdurch wird die Dichtung verpresst, d.h. unter elastischer Verformung komprimiert bzw. zusammengedrückt, um besagte Abdichtung zu erzielen.
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Derartige Filtereinrichtungen kommen in zahlreichen Anwendungen, bspw. in Kraftfahrzeugen, und zum Filtern einer Vielzahl von unterschiedlichen Fluiden zum Einsatz. Je nach Einsatzart und der Beschaffenheit des zu filternden Fluids ist es dabei erforderlich, den Filtereinsatz entsprechend abzustimmen. Hierdurch gibt es ein breites Spektrum an Filtereinsätzen, die jeweils an entsprechenden Anforderungen angepasst sind. Das Vorhandensein von Filtereinsätzen, die an unterschiedlichen Anforderungen angepasst sind, birgt die Gefahr, dass ein ungeeigneter Filtereinsatz in ein entsprechendes Filtergehäuse eingesetzt wird. Der Einsatz eines solchen ungeeigneten Filtereinsatzes im kann hierbei zu einer unzureichenden Filtereinwirkung, einer falschen, das heißt insbesondere unerwünschten, Filterwirkung sowie zu Beschädigungen der Filtereinrichtung und/oder der zugehörigen Anwendung führen.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem für eine Filtereinrichtung mit einem Filtereinsatz sowie für einen solchen Filtereinsatz verbesserte oder zumindest andere Ausführungsformen bereitzustellen, die sich insbesondere durch eine Vermeidung oder zumindest Reduzierung des Einsatzes von ungeeigneten Filtereinsätzen in der Filtereinrichtung auszeichnen.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Filtereinrichtung mit einem Gehäuse und einem im Gehäuse angeordneten Filtereinsatz das Gehäuse mit einer eine Aussparung aufweisenden Kontur und den Filtereinsatz mit einem zugehörigen Stützelement auszustatten, die zum Abdichten der Filtereinrichtung zusammenwirken. Die Kontur und das Stützelement sind hierbei derart aufeinander abgestimmt, dass eine ausreichende Abdichtung beim Einsatz von Filtereinsätzen mit geeigneten, das heißt an die Kontur angepassten, Stützelementen möglich ist. Somit wird die Verwendung von ungeeigneten Filtereinsätzen in der Filtereinrichtung vermieden oder zumindest reduziert. Insbesondere ist es möglich, durch unterschiedliche Ausgestaltungen der Konturen sowie der zu der jeweiligen Kontur passenden Stützelemente für unterschiedliche Anforderungen abgestimmte Filtereinrichtungen mit entsprechend abgestimmten Filtereinsätzen zu verwenden. Insbesondere wird hierdurch die Verwendung von ungeeigneten Filtereinsätzen in dem Filtergehäuse vermieden oder zumindest reduziert. Zudem wird bei symmetrisch ausgebildeten Filtereinsätzen, beispielsweise Filtereinsätzen mit einer rechteckigen Grundform, deren voneinander abgewandten, durchströmbaren Seiten die gleiche Form aufweisen, eine verdrehte Montage des Filtereinsatzes verhindert oder die entsprechende Gefahr zumindest reduziert. Es wird also verhindert, dass der Filtereinsatz falsch bzw. in unvorschriftsmäßiger Weise durchströmt wird. Hierdurch wird die erwünschte Filterwirkung erreicht. Zudem werden dadurch bedingte negative Einflüsse auf möglicherweise vorhandene Luftmassenmesser, insbesondere der Filtereinrichtung, zumindest reduziert. Die vorgegebene Anpassung der Filtereinrichtung erfolgt dabei durch eine entsprechende Ausgestaltung des Stützelements und somit filtereeinsatzseitig. Durch das Zusammenwirken dieser filtereinsatzseitigen Vorgabe mit der gehäuseseitigen Kontur kommt es zum bestimmungsgemäßen und somit vorschriftsmäßigen Betrieb der Filtereinrichtung, in dem die Filtereinrichtung das zu filterende Fluid entsprechend filtert. Durch ein entsprechendes Stützelement im Gehäuse wird also sichergestellt, dass bei der Montage des Filtereinsatzes und/oder bei künftigem Austausch des Filtereinsatzes jeweils abgestimmte, das heißt geeignete Filtereinsätze zum Einsatz kommen, die eine gewünschte Funktion der Filtereinrichtung weiterhin gewährleisten.
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Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die Filtereinrichtung das Gehäuse auf, das ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil aufweist, welche einen durchströmbaren Raum des Gehäuses begrenzen. Der Einfachheit halber wird das erste Gehäuseteil nachfolgend als Gehäuseoberteil bezeichnet, während das zweite Gehäuseteil als Gehäuseunterteil bezeichnet wird. Es ist aber klar, dass diese Bezeichnungen keinerlei Beschränkung der räumlichen Anordnung der Gehäuseteile zur Folge haben. Das heißt, dass die Gehäuseteile beliebig im Raum angeordnet sein können, sofern sie den durchströmbaren Raum begrenzen. Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil sind dabei vorzugsweise derart relativ zueinander beweglich, dass der Filtereinsatz in das Gehäuse eingesetzt und aus dem Gehäuse herausgenommen werden kann. Mit anderen Worten, die Filtereinrichtung, insbesondere das Gehäuse, ist derart ausgebildet, dass der Filtereinsatz austauschbar ist. Der Filtereinsatz ist im Gehäuse angeordnet und von einem durch den Raum strömenden, zu filternden Fluid durchströmbar. Zum Abdichten einer stromabseitig des Filtereinsatz angeordneten Reinseite von einer stromaufseitig des Filtereinsatzes angeordneten Rohseite ist der Filtereinsatz mit einer Dichtung versehen, die randseitig des Filtereinsatzes angeordnet ist und sich in einer Umlaufrichtung des Filtereinsatzes erstreckt. Zum Abdichten wirkt die Dichtung hierbei mit gehäuseseitigen Strukturen zusammen, wobei die Dichtung eine zweite Dichtungsfläche aufweist, die an einer zweiten Gehäusestruktur des Gehäuseunterteils anliegt. Die zweite Dichtungsfläche und die zweite Gehäusestruktur werden nachfolgend entsprechend der Benennung des zweiten Gehäuseteils als Gehäuseunterteil, untere Dichtungsfläche bzw. untere Gehäusestruktur genannt. Die Dichtung weist zudem eine von der unteren bzw. zweiten Dichtungsfläche abgewandte erste Dichtungsfläche auf, die an einer ersten Gehäusestruktur des Gehäuseoberteils anliegt. Die erste Dichtungsfläche und die erste Gehäusestruktur werden entsprechend der Benennung des ersten Gehäuseteils als Gehäuseoberteil nachfolgend als obere Dichtungsfläche bzw. obere Gehäusestruktur bezeichnet. Zum Abdichten wird die Dichtung dabei von den Gehäusestrukturen verpresst, d.h. insbesondere elastische komprimiert bzw. zusammendrückt. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Kontur mit der Aussparung in einem Umfangsabschnitt der unteren Gehäusestruktur vorgesehen ist, wobei das Stützelement am Filtereinsatz vorgesehen ist und im Bereich der Kontur mit der unteren Gehäusestruktur derart zusammenwirkt, dass die untere Gehäusestruktur die obere Dichtungsfläche zum Abdichten über das Stützelement gegen die obere Gehäusestruktur presst. Dies führt dazu, dass beim Verwenden eines ungeeigneten Filtereinsatzes, das heißt insbesondere beim Verwenden eines Filtereinsatzes mit einem Stützelement, das für die vorgegebene Verwendung der Filtereinrichtung nicht geeignet ist, keine oder eine unzureichende Pressung der oberen Dichtungsfläche gegen die obere Gehäusestruktur erfolgt, so dass die Verwendung dieses unpassenden Filtereinsatzes in das Gehäuse bereits bei der Montage auffällt und somit vermieden werden kann.
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Die Kontur ist dabei in einem Umfangsabschnitt der unteren Gehäusestruktur vorgesehen. Das heißt, dass die Kontur Bestandteil der unteren Gehäusestruktur ist, wobei die Aussparung der Kontur eine Unterbrechung der Gehäusestruktur bilden kann.
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Das Pressen der oberen Dichtungsfläche über das Stützelement erfolgt bevorzugt im Bereich des Umfangsabschnitts, in dem die Kontur angeordnet ist. Dabei ist es bevorzugt, wenn die obere Dichtungsfläche zum Abdichten gleichmäßig gegen die obere Gehäusestruktur gepresst wird. Hierbei sind Kontur und Stützelement bevorzugt derart aufeinander abgestimmt, dass die obere Dichtungsfläche im Bereich des Umfangsabschnitts mit dem gleichen Pressdruck gegen die obere Gehäusestruktur gepresst wird wie außerhalb des Umfangsabschnitts.
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Die jeweilige Gehäusestruktur kann prinzipiell beliebig ausgebildet sein, sofern die Dichtung an die Gehäusestruktur anliegt und die Gehäusestrukturen die Dichtung zum Abdichten verpressen. Insbesondere ist es vorstellbar, die jeweilige Gehäusestruktur als einen Steg oder eine Stufe auszubilden oder mit zumindest einem Steg bzw. zumindest einer Stufe zu versehen.
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Das Stützelement kann hierbei in der Dichtung integriert sein. Bevorzugt ist es dabei, wenn das Stützelement bündig mit der Dichtung abschließt. Das heißt insbesondere, dass das Stützelement keine Hervorhebung des Filtereinsatzes, insbesondere der Dichtung bildet. Das Stützelement ist also geometrisch in die Dichtung integriert. Eine derartige Integration des Stützelements in die Dichtung bietet insbesondere den Vorteil einer vereinfachten Lagerung und/oder eines vereinfachten Transports der entsprechenden Filtereinsätze.
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Ist das Stützelement in der Dichtung integriert, liegt das Stützelement bevorzugt an der unteren Gehäusestruktur an. Vorteilhaft ist es hierbei, wenn das Stützelement bündig an der unteren Gehäusestruktur anliegt. Dabei kann sich das Stützelement in Umfangsrichtung über einen größeren Bereich erstrecken als die Konturen, um insbesondere eine ausreichende Pressung der oberen Dichtungsfläche gegen die obere Gehäusestruktur zwecks Abdichtens zu erreichen.
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Vorstellbar ist es auch, dass das Stützelement vom Filtereinsatz, insbesondere von der Dichtung, absteht. Eine solche Ausgestaltung bietet insbesondere den Vorteil, dass eine Beurteilung des passenden Filtereinsatzes bei der Montage bereits optisch und/oder haptisch erfolgen kann. Somit kann die Verwendung ungeeigneter Filtereinsätze vereinfacht vermieden oder zumindest reduziert werden. Das Stützelement kann dabei als ein abstehender Pin und dgl. ausgebildet sein.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn die Kontur und das Stützelement im Eingriff stehen. Das Stützelement und die Kontur wirken dabei gemäß dem Schlüssel-Schloss-Prinzip zusammen. Durch ein derartiges Zusammenwirken des Stützelements mit der Kontur kommt es bei der Montage des Filtereinsatzes in das Gehäuse zu einem Eingreifen des Stützelements in die Kontur und/oder umgekehrt. Eine gewünschte Montageposition des Filtereinsatzes wird also lediglich dann erreicht, wenn besagter Eingriff zustande kommt. Bei der Verwendung von unpassenden Filtereinsätzen, das heißt insbesondere bei Filtereinsätzen mit einem Stützelement, das auf die Kontur nicht abgestimmt ist, wird die erwünschte Montageposition des Filtereinsatzes nicht erreicht. Insbesondere steht der Filtereinsatz in einem solchen Fall im Bereich der Kontur und/oder des Stützelements ab. Dementsprechend kann der Einsatz ungeeigneter Filtereinsätze auf einfache Weise vermieden werden.
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Durch eine entsprechende Ausgestaltung des Stützelements, insbesondere hinsichtlich der geometrischen Ausbildung und/oder der Anordnung kann dabei für die jeweilige Filtereinrichtung also eine gewünschte Funktion hinsichtlich der Filterfunktion definiert werden, wobei hierzu eine entsprechende Anpassung der Kontur an dieses Stützelement erforderlich ist. Beispielsweise kann bei im Übrigen im Wesentlichen gleichen Gehäuse und Form des Filtereinsatzes zum Filtern eines vorgegebenen ersten Fluids an für die gewünschte Filterung dieses ersten Fluids geeigneten Filtereinsätzen jeweils ein zugehöriges Stützelement vorgesehen werden, wobei diese Stützelemente insbesondere hinsichtlich ihrer Anordnung und/oder Form und/oder Größe und/oder Beschaffenheit gleich sind und somit mit der gehäuseseitigen Kontur auf erfindungsgemäße Weise zusammenwirken. Dementsprechend sind nur Filtereinsätze, die zum Filtern dieses ersten Fluids geeignet sind, vorschriftsmäßig in das Gehäuse montierbar. Ist die Filtereinrichtung zum Filtern eines anderen, zweiten Fluids bestimmt, kann analog zur vorstehenden Erläuterung an hierfür geeigneten Filtereinsätzen jeweils ein Stützelement vorgesehen werden, wobei sich das Stützelement dieser Filtereinsätze von den zur Filterung des ersten Fluids geeigneten Stützelementen insbesondere hinsichtlich der Anordnung und/oder Form und/oder Größe und/oder Beschaffenheit unterscheidet. Selbstverständlich können sich hierbei auch andere, der Filterung dienende Bestandteile der Filtereisätze für das erste Fluid und das zweite Fluid unterscheiden. Dementsprechend sind die für das erste Fluid geeigneten Filtereinsätze nicht vorschriftsmäßig in der Filtereinrichtung des zweiten Fluids montierbar, während die für das zweite Fluid geeigneten Filtereinsätze nicht vorschriftsmäßig in die Filtereinrichtung für das erste Fluid montierbar sind. Die Filtereinsätze mir Ihren Stützelementen sind also wesentlich für das erfindungsgemäße Zusammenwirken mit dem Gehäuse und somit der vorschriftsmäßigen bzw. erwünschten Funktion der Filtereinrichtung.
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Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen kommt es beim Eingriff des Stützelements und der Kontur zu einem Ausfüllen der Aussparung der Kontur durch das Stützelement. Hierdurch wird eine durch die Aussparung möglicherweise vorhandene Bypassströmung des zu filternden Fluids zumindest reduziert. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Aussparung durch das Stützelement dichtend ausgefüllt wird. Das heißt, dass das Stützelement die Aussparung derart ausfüllt, dass hierdurch eine Strömung durch die Aussparung verhindert oder zumindest erheblich reduziert wird, derart, dass die Aussparung dichtend ausgefüllt ist.
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Prinzipiell kann das Stützelement im Bereich der unteren Dichtungsfläche der Dichtung angeordnet sein, um mit der unteren Gehäusestruktur, insbesondere der Kontur, zusammenzuwirken. Vorstellbar ist es auch, das Stützelement versetzt zur Dichtung, insbesondere zur unteren Dichtungsfläche der Dichtung, anzuordnen. Hierdurch ist es insbesondere möglich, die Dichtung, insbesondere die untere Dichtungsfläche, vom Stützelement zu entkoppeln, insbesondere unabhängig vom Stützelement auszubilden.
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Die Kontur kann prinzipiell beliebig ausgestaltet sein, sofern sie eine Aussparung in der unteren Gehäusestruktur aufweist. Vorstellbar ist es insbesondere, dass die Kontur lediglich aus einer solchen Aussparung besteht.
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Vorstellbar ist es zudem, die Kontur mit zwei solchen Aussparungen zu versehen, welche voneinander getrennt sind. Hierzu kann zwischen den Aussparungen ein Zwischenteil, bspw. ein Dorn, der unteren Gehäusestruktur vorgesehen sein, der in Richtung der unteren Dichtungsfläche, insbesondere des Stützelements, absteht. Dabei sind Ausführungsformen bevorzugt, bei denen das Zwischenteil, insbesondere der Dorn, auf der der Dichtung zugewandten Seite bündig mit der der Dichtung zugewandten Seite des unteren Gehäusestegs abschließt, bzw. bei denen das Zwischenteil, insbesondere der Dorn, auf der der Dichtung zugewandten Seite mit der der Dichtung zugewandten Seite der unteren Gehäusestruktur fluchtet. Hierdurch wird insbesondere eine gleichmäßige Verpressung der oberen Dichtungsfläche erreicht.
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Als vorteilhaft erweisen sich Varianten, bei denen die Kontur auf der Rohseite der Filtereinrichtung angeordnet ist. Das heißt, dass die Aussparung auf der Rohseite der Filtereinrichtung vorgesehen ist. Dies hat den Vorteil, das möglicherweise durch die Aussparung bedingte Bypassströme auf die Rohseite verlagert werden, so dass die qualitative Beeinträchtigung des gefilterten Fluids auf der Reinseite nicht oder möglichst gering ausfällt. Zudem ist eine rohseitige Abdichtung weniger wichtig als die reinseitige Abdichtung.
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Die Dichtung und das Stützelement können prinzipiell aus dem gleichen Material hergestellt und einstückig bzw. monolithisch ausgebildet sein. Dabei ist es insbesondere vorstellbar, die Dichtung zusammen mit dem Stützelement auszubilden. Insbesondere ist es vorstellbar, die Dichtung und das Stützelement aus dem gleichen Kunststoff herzustellen. Hierdurch lässt sich der Filtereinsatz besonders einfach und kostengünstig herstellen. Insbesondere bei einem mit der zugehörigen Kontur im Eingriff stehenden Stützelement ist es vorstellbar, das Stützelement einstückig mit der Dichtung auszubilden.
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Vorstellbar ist es auch, die Dichtung und das Stützelement aus unterschiedlichen Materialien herzustellen. Insbesondere ist es vorstellbar, die Dichtung und das Stützelement aus unterschiedlichen Kunststoffen herzustellen. Vorstellbar ist es auch, die Dichtung aus einem Schaumstoff, bspw. aus Polyurethan, und das Stützelement aus einem Kunststoff und/oder aus einem Metall herzustellen.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen weist das Stützelement einen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, der im Wesentlichen dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der unteren Gehäusestruktur und/oder des Gehäuseunterteils entspricht. Insbesondere bei Ausführungsformen, in denen das Stützelement und die Kontur miteinander im Eingriff stehen, wird hierdurch eine gleichmäßige thermische Ausdehnung bzw. Kontraktion des Stützelements und der unteren Gehäusestruktur erzielt, welche das Abdichten mittels der Dichtung über entsprechend große Temperaturbereiche gewährleisten. Auch werden hierdurch entsprechende Beschädigungen des Filtereinsatzes und/oder des Gehäuses vermieden oder zumindest reduziert.
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Dabei ist es insbesondere vorstellbar, das Stützelement und die untere Gehäusestruktur, insbesondere das Gehäuseunterteil aus demselben Material herzustellen. Zu denken ist insbesondere an Ausführungsformen, bei denen das Stützelement und die untere Gehäusestruktur aus dem gleichen Kunststoff hergestellt sind.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen ist das Stützelement derart ausgebildet, insbesondere aus einem solchen Material hergestellt, dass es eine geringere Elastizität aufweist als die Dichtung. Hierdurch kommt es beim Zusammenwirken der Dichtung mit den Gehäusestrukturen zu einer geringeren Verformung des Stützelements im Vergleich zur Dichtung. Dementsprechend kann im Bereich der Aussparung der Kontur eine Presskraft der oberen Dichtungsfläche gegen die obere Gehäusestruktur erreicht werden, die der Presskraft der oberen Dichtungsfläche gegen die obere Gehäusestruktur außerhalb des Umfangsabschnitts ähnelt, diesem insbesondere entspricht. Es wird also insbesondere eine gleichmäßige Verpressung der oberen Dichtungsfläche gegen die obere Gehäusestruktur erzielt. Hierbei ist das Stützelement hinsichtlich seiner Elastizität gegenüber der Dichtung entsprechend abgestimmt.
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Die Kontur und somit der Umfangabschnitt können bezüglich der unteren Gehäusestruktur beliebig angeordnet sein. Bevorzugt sind dabei Ausführungsformen, bei denen die Gehäusekontur zumindest eine Ecke aufweist, wobei die Struktur, insbesondere die Aussparung, in einer solchen Ecke angeordnet ist. Die Ecke kann hierbei sowohl spitz als auch abgerundet ausgebildet sein.
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Analog hierzu weist der Filtereinsatz, insbesondere die Dichtung, bevorzugt zumindest eine Ecke auf, wobei das Stützelement im Bereich einer solchen Ecke angeordnet ist.
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Das Vorsehen der Kontur bzw. des Stützelements in einer solchen Ecke bietet den Vorteil, dass das fehlende Zusammenwirken des Stützelements mit der Kontur besonders einfach festzustellen ist und die Verwendung unpassender Filtereinsätze somit vereinfacht ausgeschlossen werden kann.
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Selbstverständlich ist es möglich, die untere Gehäusestruktur mit mehreren solchen Konturen, die insbesondere in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind, zu versehen. Vorstellbar ist es auch, auch die obere Gehäusestruktur mit zumindest einer solchen Kontur zu versehen. Auch ist es vorstellbar, den Filtereinsatz mit mehreren Stützelementen versehe. Dabei wirken zumindest ein solches Stützelement und wenigstens eine solche Kontur auf erfindungsgemäße Weise zusammen.
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Es versteht sich, dass ein solcher Filtereinsatz mit einem solchen Stützelement neben der Filtereinrichtung ebenfalls zum Umfang dieser Erfindung gehört.
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Der Filtereinsatz weist dabei neben der Dichtung ein Filtermaterial zum Filtern eines entsprechenden Fluids auf. Bevorzugte Ausführungsformen sehen dabei vor, dass das Filtermaterial gefaltet ist, wobei das gefaltete Filtermaterial von der Dichtung umgeben ist.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine räumliche Ansicht eines Gehäuseunterteils eines Gehäuses einer Filtereinrichtung,
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2 eine räumliche Ansicht eines Filtereinsatzes der Filtereinrichtung,
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3 einen Schnitt durch die Filtereinrichtung,
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4 und 5 räumliche Ansichten des Gehäuseunterteils bei jeweils unterschiedlichem Ausführungsbeispiel,
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6 den Schnitt aus 3 bei einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Die 1 und 2 zeigen eine Filtereinrichtung 1 in räumlicher Ansicht, wobei in 1 ein Gehäuse 2 der Filtereinrichtung 1 und in 2 ein Filtereinsatz 3 der Filtereinrichtung 1 gezeigt ist.
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Entsprechend 1 umfasst das Gehäuse 2 ein zweites Gehäuseteil 4, das in dem gezeigten Beispiel topfförmig ausgebildet ist. Das zweite Gehäuseteil 4 wird nachfolgend der Einfachheit halber und ohne Einschränkungen der möglichen räumlichen Anordnungen als Gehäuseunterteil 4 bezeichnet. Am Gehäuseunterteil 4 ist seitlich ein fluidischer Anschluss 5 vorgesehen, der die Strömung eines durch die Filtereinrichtung 1 zu filternden Fluids durch einen Raum 16 der Filtereinrichtung zwecks Filterns erlaubt. Der Anschluss 5 kann bspw. als ein Einlass 6 zum Einlassen des Fluids in die Filtereinrichtung 1 dienen. Das Gehäuseunterteil 4 weist entlang seines Rands eine sich in einer Umfangsrichtung 7 erstreckende zweite Gehäusestruktur 8 auf, die nachfolgend entsprechend der Benennung des Gehäuseunterteils 4 als untere Gehäusestruktur 8 bezeichnet wird. Im gezeigten Beispiel ist die untere Gehäusestruktur 8 im Wesentlichen gänzlich umlaufend ausgebildet. Die untere Gehäusestruktur 8 umfasst zwei voneinander beabstandete Stege 9, 10, wobei der innere Steg 9 nachfolgend als Innensteg 9 und der äußere Steg 10 als Außensteg 10 bezeichnet wird. Das Gehäuseunterteil 4 und somit die untere Gehäusestruktur 8 weist mehrere Ecken 11, nachfolgend als Gehäuseecken 11 bezeichnet, auf. In einer dieser Gehäuseecken 11 ist die untere Gehäusestruktur 8 in einem Umfangsabschnitt 12 mit einer Kontur 13 versehen, die dem Verlauf der zugehörigen Ecke 11 folgt und eine ebenfalls dem Verlauf der zugehörigen Ecke 11 folgende Aussparung 14 aufweist. Die Aussparung 14 ist im Bereich des Innenstegs 9 vorgesehen, derart, dass die Kontur 13 als eine Unterbrechung 15 der unteren Gehäusestruktur 8 bzw. des Innenstegs 9 betrachtet werden kann.
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Das Gehäuseunterteil 4 begrenzt den für das zu filternde Fluid durchströmbaren Raum 16, in dem der Filtereinsatz 3 angeordnet ist (siehe 3). Der Filtereinsatz 3 ist dabei austauschbar, derart, dass der Filtereinsatz 3 bei Bedarf durch einen neuen solchen Filtereinsatz 3 ersetzt werden kann.
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Entsprechend 2 weist der Filtereinsatz 3 ein Filtermaterial 17 zum Filtern des zu filternden Fluids auf, das gefaltet sein kann. Das Filtermaterial 17 ist mit Ecken 18 versehen, die nachfolgend als Filterecken 18 bezeichnet werden. Am oberen Rand wird das Filtermaterial 17 von einer Dichtung 19 umgeben, die sich in Umfangsrichtung 7 erstreckt und im gezeigten Beispiel in Umfangsrichtung 7 durchgehend bzw. geschlossen vorgesehen ist. Die Dichtung 19 weist einen abstehenden Dichtabschnitt 20 auf, der von der Dichtung 19 absteht und eine Stufe 21 bildet. Der Dichtabschnitt 20 weist eine zweite Dichtungsfläche 22 und eine von der zweiten Dichtungsfläche 22 abgewandte erste Dichtungsfläche 23 auf. Die zweite Dichtungsfläche 22 wird nachfolgend entsprechend der Benennung des Gehäuseunterteils 4 als untere Dichtungsfläche 22 bezeichnet.
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Im Bereich einer der Filterecken 18 ist ein Stützelement 24 vorgesehen, das dem Verlauf der Filterecke 18 folgt und der unteren Dichtungsfläche 22 benachbart, insbesondere an der unteren Dichtungsfläche 22 anschließend, angeordnet ist. Das Stützelement 24 steht dabei derart von der Dichtung 19 ab, dass es den Dichtabschnitt 20 nicht überragt, insbesondere bündig mit dem Dichtabschnitt 20 abschließt. Das Stützelement 24 ist hinsichtlich seiner Ausbildung an die Ausnehmung 14 der Kontur 13 angepasst. Das heißt, dass das Stützelement 24 hinsichtlich seiner Ausbildung, insbesondere Form und Größe der Ausnehmung 14 derart entspricht, dass das Stützelement 24 die Ausnehmung 14, vorzugsweise dichtend, ausfüllt. Beim im Gehäuse 2 eingebauten Zustand des Filtereinsatzes 3 ist die Filterecke 18, an dem das Stützelement 24 vorgesehen, in die Gehäuseecke 11 anzuordnen, in der die Kontur 13 ausgebildet ist. Somit kommt es zu einem Zusammenwirken des Stützelements 24 mit der Kontur 13, wie dies in 3 dargestellt ist.
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Entsprechend 3, in der ein Schnitt entlang des Innenstegs 9 im Bereich der Gehäuseecke 11 mit der Kontur 13 zu sehen ist, weist das Gehäuse 2 außer dem zweiten Gehäuseteil 4 bzw. dem Gehäuseunterteil 4 ein erstes Gehäuseteil 25 auf, das zusammen mit dem unteren Gehäuseteil 4 den durchströmbaren Raum 16 begrenzt. Das erste Gehäuseteil 25 wird nachfolgend ohne Einschränkung der möglichen räumlichen Anordnungen und der Einfachheit halber als Gehäuseoberteil 25 bezeichnet. Der Filtereinsatz 3 ist dabei im Gehäuse 2 angeordnet, wobei die untere Dichtungsfläche 22 der Dichtung 19 an der unteren Gehäusestruktur 8, im gezeigten Beispiel am Innensteg 9, anliegt. Das Gehäuseoberteil 25 bzw. das erste Gehäuseteil 25, das mit einem entsprechenden, hier nicht gezeigten fluidischen Anschluss 5 versehen ist, weist eine erste Gehäusestruktur 26 auf, die nachfolgend entsprechend der Benennung des Gehäuseoberteils 25 als obere Gehäusestruktur 26 bezeichnet wird. Dabei liegt die erste Dichtungsfläche 23 der Dichtung 19 an der oberen Gehäusestruktur 26 des Gehäuseoberteils 25 an. Die erste Dichtungsfläche 23 wird nachfolgend entsprechend der Benennung des Gehäuseoberteils 25 als obere Dichtungsfläche 23 bezeichnet. In 3 ist zu erkennen, dass das Stützelement 24 in der Aussparung 14 der Kontur 13 angeordnet ist. Die Kontur 13 und das Stützelement 24 stehen also im Eingriff, wobei im gezeigten Beispiel das Stützelement 24 in die Kontur 13 eingreift. Somit wirken Kontur 13 und Stützelement 24 nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip zusammen. Zudem füllt das Stützelement 24 die Aussparung 14 aus. Hierbei wird die Dichtung 19 von den Gehäusestrukturen 8, 26 verpresst, um eine stromab des Filtereinsatzes 3 angeordnete Reinseite 27 (vgl. 2) gegen eine stromauf des Filtereinsatzes 3 angeordnete Rohseite 28 abzudichten. Dementsprechend ist die Kontur 13 mit der Aussparung 14 auf der Rohseite 28 angeordnet. Im Umfangsabschnitt 12 wird die obere Dichtungsfläche 23 zum Abdichten von der unteren Gehäusestruktur 8 über das Stützelement 24 gegen die obere Gehäusestruktur 26 gepresst. Hierbei ist die Dichtung 19 im Bereich der Kontur 13 bzw. der Aussparung 14 und in Bereichen außerhalb der Aussparung 14 im Wesentlichen eben angeordnet, so dass es insgesamt zu einer gleichmäßigen Verpressung der oberen Dichtungsfläche 23 gegen die obere Gehäusestruktur 26 kommt.
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Aus 3 geht ferner hervor, dass das Gehäuseoberteil 25 eine in Richtung des Gehäuseunterteils 4 abstehende Seitenwand 29 aufweist, die zwischen dem Innensteg 9 und dem Außensteg 10 in der Gehäusestruktur 8 angeordnet ist, derart, dass der Außensteg 10 die Seitenwand 29 seitlich umgibt. Dabei ist der Außensteg 10 höher ausgebildet als der Innensteg 9.
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Das Verpressen der Dichtung 19 wird bevorzugt über die Gehäuseteile 4, 25 realisiert. Hierzu kann das Gehäuseunterteil 4, wie in 1 dargestellt, Verbindungsmittel 30 zum lösbaren Verbinden der Gehäuseteile 4, 25 miteinander aufweisen, die die Gehäuseteile 4, 25 verbinden und gegeneinander drücken. Im gezeigten Beispiel sind diese Verbindungsmittel 30 als Klammer 30‘ ausgebildet, die das Gehäuseoberteil 25 umklammern.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 2, insbesondere das Gehäuseunterteil 4, und somit die untere Gehäusestruktur 8 aus Kunststoff hergestellt. Zudem ist das Stützelement 24 auch aus Kunststoff, vorzugsweise aus dem gleichen Kunststoff wie die untere Gehäusestruktur 8 hergestellt. Somit weisen das Stützelement 24 und die untere Gehäusestruktur 8 hinsichtlich ihrer Wärmeausdehnung gleiche oder ähnliche Eigenschaften auf, die zu einem besseren Abdichten und/oder verringerten Beschädigungen führen. Hierbei kann die Dichtung 19 ebenfalls aus Kunststoff, bspw. aus Polyurethan, hergestellt sein.
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Aufgrund der Anordnung und/oder Ausbildung und/oder Beschaffenheit des Stützelements 24 und dessen Anpassung an die Kontur 13 kann der Filtereinsatz 3 lediglich in das dafür passende Gehäuse 2 und somit in die dafür passende Filtereinrichtung 1 vorschriftsmäßig montiert werden. Hierdurch ist es möglich, Filtereinsätze 3 mit erwünschten Eigenschaften, insbesondere für die jeweilige Anwendung abgestimmte Filtereinsätze 3, jeweils mit einem passenden solchen Stützelement 24 zu versehen, so dass diese Filtereinsätze 3 vorschriftsmäßig in das Gehäuse 2 montierbar sind. Mit anderen Worten, andere Filtereinsätze 3, die kein solches Stützelement 24 oder ein solches Stützelement 24 an einer nicht mit der Kontur übereinstimmenden Position des Filtereinsatzes 3 und/oder anderer Form und/oder anderer Größe und/oder anderer Beschaffenheit aufweisen, können nicht vorschriftsmäßig in das Gehäuse 2 montiert werden. Hierdurch wird vermieden, dass solche Filtereinsätze 3, welche auf die jeweilige Anwendung nicht abgestimmt sind, versehentlich in das Gehäuse 2 montiert werden und somit zu unzureichenden Filterergebnissen und/oder Beschädigungen der Filtereinrichtung 1 oder der zugehörigen Anwendung, bspw. eines zugehörigen, nicht gezeigten Kraftfahrzeugs, führen.
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Die Abstimmung der Filtereinrichtung 1 auf die jeweilige Anwendung, insbesondere das Verwenden von passenden Filtereinsätzen 3, kann durch eine entsprechende Variation der Stützelemente 24, insbesondere hinsichtlich ihrer Anordnung und/oder Form und/oder Größe und/oder Beschaffenheit, somit daran angepasste Konturen 13 erfolgen. Durch eine entsprechende Variation der Stützelemente 24 ist es also möglich, für verschiedene Filtereinrichtungen 1, welche verschiedene Anwendungsgebiete haben, jeweils durch eine entsprechende Abstimmung des Stützelements 24 mit der Kontur 13 für diese Anwendung passende Filtereinsätze 3 bereitzustellen, welche sich vorschriftsmäßig lediglich in das passende Gehäuse 2 montieren lassen. Beispiele, für unterschiedliche Ausgestaltungen der Kontur 13 sind in den 4 und 5 dargestellt.
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In 4 ist die Kontur 13 zwar ebenfalls in der gleichen Gehäuseecke 11 des Gehäuseunterteils 4 angeordnet, die Aussparung 14 der Kontur 13 ist aber größer als die der Kontur 13 in den 1 und 3.
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Demgegenüber ist die Kontur 13 der in 5 gezeigten Variante versetzt zur Gehäuseecke 11 angeordnet und ist entlang der unteren Gehäusestruktur 5 größer ausgebildet als die Konturen 13 der 4 sowie 1.
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Dementsprechend wird ein solches Stützelement 24, das auf die Kontur 13 mit der Aussparung 14 aus 5 angepasst ist nicht in die Konturen 13 der Varianten aus 4 und 2 passen. Beim Verwenden eines entsprechenden Filtereinsatzes 3 käme es bei der Montage in das in den 4 und 1 gezeigten Gehäusen 4 jeweils zu eine im Bereich des Stützelements 24 abstehende Anordnung des Filtereinsatzes 3. Umgekehrt lassen sich Filtereinsätze 3, die auf die Kontur 13 in 4 angepasst sind nicht vorschriftsmäßig in das in 5 gezeigte Gehäuse 2 oder in das in 1 gezeigte Gehäuse 2 montieren. Entsprechendes gilt für den in 2 gezeigten Filtereinsatz 3, der an das Gehäuse 2, insbesondere an die Kontur 13 des Gehäuses 2, in 1 angepasst ist und sich dementsprechend nicht vorschriftsmäßig in die in den 4 und 5 gezeigten Gehäuse 2 montieren lässt.
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Durch die gezeigten Ausführungsbeispiele wird also ein so genanntes Schlüssel-Schloss-Prinzip realisiert, um die Verwendung von nicht abgestimmten bzw. ungeeigneten Filtereinsätzen 3 in nicht passenden Gehäusen 2 zu vermeiden.
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6 zeigt die Ansicht aus 3 bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Filtereinrichtung 1. Die in 6 gezeigte Filtereinrichtung 1 weist in der Gehäuseecke 11 in der unteren Gehäusestruktur 8 eine solche Kontur 13 auf, die eine Vielzahl von solchen Aussparungen 14 umfasst, wobei zwischen benachbarten Aussparungen 14 Zwischenelemente 31 vorgesehen sind, die im gezeigten Beispiel jeweils als ein Dorn 32 ausgebildet sind. Dabei entspricht das jeweilige Zwischenelement 31 in seiner Höhe dem Innensteg 9, derart, dass die der Dichtung 19 zugewandten Seiten des Innenstegs 9 und der Zwischenelemente 31 miteinander fluchtend bzw. auf gleicher Höhe sind.
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Das Stützelement 24 des Filtereinsatzes 3 ist dabei in die Dichtung 19 integriert, derart, dass das Stützelement 24 bündig mit der Dichtung 19, insbesondere mit dem Dichtabschnitt 21 abschließt. Dabei liegt das Stützelement 24 an den Zwischenelementen 31 an. Das Stützelement 24 ist also auf der Seite der unteren Dichtungsfläche 22 in die Dichtung 19 integriert. Dabei presst die Struktur 13 mit den Zwischenelementen 31 die obere Dichtungsfläche 23 der Dichtung 19 im Umfangsabschnitt 12 zum Abdichten über das Stützelement 24 gegen die obere Gehäusestruktur 26. Auch in diesem Ausführungsbeispiel kommt es hierdurch zu einer gleichmäßigen Verpressung der oberen Dichtungsfläche 23 gegen die obere Gehäusestruktur 26.
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In 6 ist ferner zu erkennen, dass das Stützelement 24 sich entlang der Umfangsrichtung 7 nicht über die gesamte Kontur 13 erstreckt. Auch ist in diesem Ausführungsbeispiel kein Eingriff zwischen dem Stützelement 24 und der Kontur 13 vorgesehen. Vorstellbar ist es aber, das Stützelement 24 mit (nicht dargestellten) Zähnen zu versehen, welche in die Aussparungen 14 der Kontur 13 eingreifen.
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In 6 ist auch erkennbar, dass der Außensteg 10 in der Höhe im Wesentlichen dem Innensteg 9 entspricht. Dabei liegt die Außenwand 29 des Gehäuseoberteils 25 an dem Außensteg 10 an.
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In dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Stützelement 24 vorzugsweise eine Elastizität auf, die kleiner ist als die Elastizität der Dichtung 19. Hierdurch kommt es bei der Verpressung der Dichtung 19 zu keinen oder verringerten Umformungen des Stützelements 24 bzw. der Dichtung 19 in dem Umfangsabschnitt 12, so dass eine unzureichende Pressung der oberen Dichtungsfläche 23 gegen die obere Gehäusestruktur 26 erfolgt. Insbesondere ist das Stützelement 24 derart ausgestaltet, dass es die über die Zwischenelemente 31 übertragenen Presskräfte gleichmäßig an die obere Dichtungsfläche 23 im Umfangsabschnitt 12 verteilt.
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Dabei ist es bspw. vorstellbar, die Dichtung 19 aus einem Schaumstoff, bspw. Polyurethan herzustellen, während zum Herstellen des Stützelements 24 ein Kunststoff geringerer Elastizität oder ein Metall verwendet wird.
