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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Filter für Flüssigkeit, insbesondere Öl, bevorzugt Motoröl, Getriebeöl oder Hydrauliköl, Kraftstoff, Wasser oder Harnstoffwasserlösung, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Filtergehäuse, das wenigstens einen Einlass und wenigstens einen Auslass für die zu behandelnde Flüssigkeit aufweist und in dem wenigstens ein Hohlfilterelement, insbesondere Rundfilterelement, so angeordnet ist, dass es von einem Flüssigkeitsführungsbereich des Filters für die zu behandelnde Flüssigkeit wenigstens teilweise umgeben ist und den wenigstens einen Einlass von dem wenigstens einen Auslass trennt, wobei wenigstens eine Additivkammer einer Additiv-Abgabevorrichtung für wenigstens ein Additiv wenigstens teilweise auf der einer entsprechenden Außenseite des Hohlfilterelements gegenüberliegenden Seite des Flüssigkeitsführungsbereichs mittels wenigstens einer Trennwand von dem Flüssigkeitsführungsbereich getrennt angeordnet ist und die wenigstens eine Trennwand wenigstens eine Abgabeöffnung aufweist, mit der die wenigstens eine Additivkammer mit dem Flüssigkeitsführungsbereich fluidtechnisch verbindbar ist.
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Ferner betrifft die Erfindung einen Additivbehälter eines Filters für Flüssigkeit, insbesondere Öl, bevorzugt Motoröl, Getriebeöl oder Hydrauliköl, Kraftstoff, Wasser oder Harnstoffwasserlösung, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Additivkammer für wenigstens ein Additiv, der in einem Filtergehäuse, das wenigstens einen Einlass und wenigstens einen Auslass für die zu behandelnde Flüssigkeit aufweist, so angeordnet werden kann, dass er ein Hohlfilterelement und einen das Hohlfilterelement umgebenden Flüssigkeitsbereich für die zu behandelnde Flüssigkeit wenigstens umfangsmäßig umgibt, wobei der Additivbehälter wenigstens eine Trennwand aufweist, mit der die wenigstens eine Additivkammer wenigstens teilweise auf der einer entsprechenden Außenseite des Hohlfilterelements gegenüberliegenden Seite des Flüssigkeitsführungsbereich von dem Flüssigkeitsführungsbereich getrennt ist, und die wenigstens eine Trennwand wenigstens eine Abgabeöffnung aufweist, mit der die wenigstens eine Additivkammer mit dem Flüssigkeitsführungsbereich fluidtechnisch verbindbar ist.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 26 13 481 A1 ist eine Filtereinheit für Öl eines Motors bekannt, bestehend aus einem Filtereinschluss, der mit einem gefalteten Papierfilterelement versehen ist, welches zwischen axial voneinander auf Abstand gehaltenen Endkappen gehalten wird. Die Filtereinheit ist mit einem ringförmigen Leitblech versehen, dass sich axial innerhalb des Einschlusses zwischen der Innenseite der Grundplatte und einem gewölbten Endabschnitt eines Gehäuses in einer Lage zwischen der radialen Außenseite eines Filterelementes und einem Innenumfang des Einschlusses erstreckt. Die Leitplatte begrenzt mit dem Innenumfang der Seite des Einschlusses eine ringförmige Kammer oder einen Ring, welcher mit dem Inneren des Einschlusses durch eine Anzahl mit Umfangsabstand und axialem Abstand angeordneter Öffnungen in Verbindung gebracht werden können. Innerhalb des Ringes ist ein ringförmig ausgebildeter Zusatzkörper angeordnet, der aus einem geeigneten Polymerisat mit einem darin eingemischten Zusatz hergestellt ist. Der Zusatzkörper kann aus einem beliebigen einer Vielfalt von Polymerisaten mit hohem Molekulargewicht bestehen, die sich im Öl langsam lösen und in die die erwünschten Ölzusätze eingemischt werden können, wodurch bei Berührung der Zusatz-Polymerisatzusammensetzung durch das Öl das Polymerisat eine langsame Auflösegeschwindigkeit in dem Öl hat und dadurch langsam aufgelöst und/oder in das Öl hinein dispergiert wird. Das Polymerisat dient somit zwei wichtigen Zwecken: Es ist das Trägermedium für die Zusätze und schützt auch die Zusätze vor unmittelbarer Berührung mit dem Öl. Der Begriff ”Zusatz” schließt alle Materialien ein, welche mit dem Polymerisat vermischt oder ihm beigemischt werden können, und welche dem durch die Filtereinheit umgewälzten Öl in irgendeiner Weise nutzbringende Eigenschaften erteilen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filter und einen Additivbehälter der eingangs genannten Art zu gestalten, bei dem eine Additivabgabe an die Flüssigkeit verbessert, insbesondere verzögert, werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Filter dadurch gelöst, dass die wenigstens eine Abgabeöffnung zumindest im Ursprungszustand der Additiv-Abgabevorrichtung mit wenigstens einem Verschlusselement verschlossen ist, welches zur Freigabe der wenigstens einen Abgabeöffnung beim Betrieb des Filters durch die zu behandelnde Flüssigkeit aufgelöst werden kann.
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Erfindungsgemäß ist die wenigstens eine Abgabeöffnung im Ursprungszustand mit dem wenigstens einem Verschlusselement verschlossen. Unter Ursprungszustand wird erfindungsgemäß der Zustand des Filters, insbesondere der Additiv-Abgabevorrichtung, vor der ersten Inbetriebnahme nach der Herstellung oder Wiederherstellung, insbesondere Wiederauffüllung mit Additiv, verstanden. Im Ursprungszustand ist also die wenigstens eine Additivkammer dicht getrennt von dem Flüssigkeitsführungsbereich. Die Flüssigkeit kann so nicht mit dem Additiv in Kontakt kommen. Erst nach dem Auflösen des wenigstens einen Verschlusselements kann das Additiv zu der oder in die Flüssigkeit gelangen.
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Der Betrieb des Filters kann auch Zustände umfassen, in denen die zu behandelnde Flüssigkeit in dem Filter stillsteht. Dies kann insbesondere bei einem Betriebsstopp der Brennkraftmaschine der Fall sein.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Abgabeöffnung unter unterschiedlichen Bedingungen der Einwirkung der Flüssigkeit auf das entsprechende Verschlusselement freigegeben werden. Auf diese Weise kann das jeweilige Additiv aus der wenigstens einen Additivkammer bedarfsgerecht der zu behandelnden Flüssigkeit zugegeben werden. Das verwendete wenigstens eine Additiv kann so, insbesondere bezüglich dem Abgabezeitpunkt und/oder der Abgabemenge, genauer der zu behandelnden Flüssigkeit zugegeben werden. Insgesamt kann so die Konditionierung der Flüssigkeit verbessert werden.
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Die Bedingungen, unter denen die wenigstens eine Abgabeöffnung freigegeben werden kann, können insbesondere durch den Beginn und/oder die Dauer der Einwirkung der zu behandelnden Flüssigkeit auf das wenigstens eine Verschlusselement und/oder Zuständen der zu behandelnden Flüssigkeit charakterisiert werden. Entsprechend können je nach Bedarf die Eigenschaften des wenigstens einen Verschlusselements vorgegeben sein. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass das Additiv nicht sofort bei der ersten Inbetriebnahme des Filters der Flüssigkeit zugesetzt wird. Es kann eine zeitliche Verzögerung insbesondere nach einem Austausch und/oder einer Wartung wenigstens eines Teils des Filters, insbesondere der Additiv-Abgabevorrichtung, erreicht werden. Die zeitliche Verzögerung kann vorteilhafterweise abhängig von einer Betriebsdauer des Filters und/oder der Flüssigkeit und/oder einer Laufzeit der Brennkraftmaschine sein, insbesondere vorgegeben werden.
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Vorteilhafterweise kann der Filter zur Behandlung von Motoröl einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sein. Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen. Vielmehr kann sie auch außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik, insbesondere bei Industriemotoren, eingesetzt werden. Sie kann auch außerhalb von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, eingesetzt werden. Der Filter kann auch zur Behandlung von andersartigen Flüssigkeiten, insbesondere Ölen, vorzugsweise Getriebeöl oder Hydrauliköl, Kraftstoff, Wasser oder Harnstoffwasserlösung, geeignet sein.
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Vorteilhafterweise kann der Filter in einem Flüssigkeitskreislauf, insbesondere einem Motorölkreislauf einer Brennkraftmaschine, eingesetzt werden. Auf diese Weise kann mittels der Additive die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitskreislauf konditioniert werden. So können die Eigenschaften der Flüssigkeit über die Betriebsdauer des Filters und/oder der Flüssigkeit und/oder von im Flüssigkeitskreislauf angeordneten Bauteilen, insbesondere gegebenenfalls der Brennkraftmaschine, möglichst konstant gehalten werden. In der wenigstens einen Additivkammer kann ein Additiv angeordnet sein, das insbesondere zu vorgebbaren Betriebszeiten oder Laufleistungen des Filters und/oder der Flüssigkeit seine Wirkung entfalten kann.
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Vorteilhafterweise kann der Filter ein sogenannter Wechselfilter sein, bei dem insbesondere zu Wartungszwecken das Filtergehäuse gemeinsam mit dem Filterelement und der Additiv-Abgabevorrichtung ausgetauscht wird. Alternativ kann der Filter ein öffenbares Filtergehäuse aufweisen, in dem wenigstens ein austauschbares Filterelement und/oder wenigstens eine wenigstens teilweise austauschbare und/oder mit Additiv wiederauffüllbare Additiv-Abgabevorrichtung angeordnet werden kann.
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Bei der Herstellung oder der Wiederherstellung, insbesondere der Wiederauffüllung, der Additiv-Abgabevorrichtung kann die wenigstens eine Abgabeöffnung mit dem entsprechenden Verschlusselement verschlossen werden. Anschließend kann die wenigstens eine Additivkammer mit dem entsprechenden Additiv befüllt werden. Die vormontierte, betriebsbereite Additiv-Abgabevorrichtung kann in dem Filtergehäuse angeordnet werden.
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In der wenigstens einen Additivkammer kann ein einzelnes Additiv oder eine Mischung aus Additiven angeordnet sein. Wenn in der vorliegenden Beschreibung der Einfachheit halber der Begriff ”Additiv” verwendet wird, impliziert dies auch eine Mehrzahl oder Mischung von Additiven.
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Additive sind bekanntermaßen Wirkstoffe, die zur Verbesserung bestimmter Eigenschaften der zu behandelnden Flüssigkeit zugesetzt werden. Die Wirkstoffe können die physikalischen Eigenschaften und/oder die chemischen Eigenschaften verändern. Sie können ferner insbesondere bei der Zugabe zu Schmierstoffen eine Oberflächenveränderung der Reibpartner bewirken.
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Das wenigstens eine Additiv, das in der wenigstens einen Additivkammer 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 der Flüssigkeit über die Betriebsdauer erhalten und/oder die Eigenschaften verändert, insbesondere für den entsprechenden Verwendungszweck verbessert, werden.
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Sogenannte Friction Modifier oder TBN-Booster können als Additive Motoröl einer Brennkraftmaschine zugesetzt werden. Friction Modifier können Reibungsverluste an bewegten Motorenteilen vermindern und so den Kraftstoffverbrauch reduzieren. TBN-Booster können mit Säuren reagieren, die bei der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine gebildet werden können. Sie können dabei verbraucht werden. Mit TBN-Boostern kann eine Ölversäuerung verlangsamt werden. Es können auch andere Additive insbesondere mit Antioxidantien verwendet werden.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Abgabeöffnung mit dem Flüssigkeitsführungsbereich auf der Rohfluidseite des wenigstens einen Filterelements in Kontakt stehen. Auf diese Weise kann das entsprechende Additiv zu dosiert werden, bevor die Flüssigkeit durch das Filterelement gelangt. So kann das wenigstens eine zu dosierte Additiv sich positiv insbesondere auf Eigenschaften und/oder Funktion, insbesondere Standzeit, des Filterelements auswirken. Insbesondere kann mit dem wenigstens einen Additiv ein pH-Wert der zu behandelten Flüssigkeit so beeinflusst werden, dass das Filtermaterial weniger belastet wird.
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Vorteilhafterweise kann das Hohlfilterelement einen Filterbalg aufweisen. Der Filterbalg kann einen Elementinnenraum wenigstens teilweise umgeben. Die Flüssigkeit kann das Hohlfilterelement von innen nach außen oder von außen nach innen durchströmen. Der Filterbalg kann ein gefaltetes oder ungefaltetes Filtermedium aufweisen.
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Vorteilhafterweise kann das Hohlfilterelement ein sogenanntes Rundfilterelement, ovales Rundfilterelement, konisches Rundfilterelement oder konisch-ovales Rundfilterelement sein. Das Hohlfilterelement kann auch einen andersartigen, insbesondere eckigen Querschnitt, aufweisen. Es kann statt einer zylindrischen oder konischen auch eine andersartige Form aufweisen.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Teil der Additiv-Abgabevorrichtung, insbesondere die wenigstens eine Additivkammer, gegebenenfalls wenigstens ein Additivbehälter, und/oder wenigstens eine Abgabeöffnung, außerhalb des Hohlfilterelements angeordnet sein.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Additivkammer koaxial zu dem wenigstens einen Filterelement angeordnet sein. Auf diese Weise kann die wenigstens eine Additivkammer das wenigstens eine Filterelement in einem gleichmäßigen Abstand umgeben. So kann die Flüssigkeitsströmung in dem Flüssigkeitsführungsbereich verbessert, insbesondere gleichmäßiger, werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann die wenigstens eine Trennwand das wenigstens eine Hohlfilterelement und den Flüssigkeitsführungsbereich umfangsmäßig zusammenhängend umgeben.
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Auf diese Weise können die wenigstens eine Trennwand und damit die wenigstens eine Abgabeöffnung großflächig von der Flüssigkeit angeströmt werden. Eine Oberfläche der wenigstens einen Trennwand, entlang deren Erstreckung eine Zudosierung von Additiv erfolgen kann, kann so vergrößert werden.
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Durch die Anordnung der wenigstens einen Trennwand in einem Abstand um das wenigstens eine Hohlfilterelement herum kann eine Abdeckung der zur Filtrierung aktiven Filterfläche durch die wenigstens eine Trennwand verringert, vorzugsweise vermieden, werden.
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Vorteilhafterweise kann sich die wenigstens eine Trennwand wenigstens über die gesamte bezüglich einer Elementachse axiale Höhe des Hohlfilterelements erstrecken. Die wenigstens eine Additivkammer kann so platzsparend und volumengünstig in dem Filtergehäuse angeordnet werden. Alternativ kann sich die wenigstens eine Trennwand auch nur über einen Teil der axialen Höhe des Hohlfilterelements erstrecken.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die wenigstens eine Additivkammer in wenigstens einem Additivbehälter angeordnet sein, welcher durch die wenigstens eine Trennwand wenigstens mitgebildet werden kann. Ein Additivbehälter kann einfach separat realisiert werden. Ein separater Additivbehälter kann einfach abgedichtet werden.
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Der wenigstens eine Additivbehälter kann vorteilhafterweise einen Querschnitt aufweisen, welcher dem Querschnitt des Hohlfilterelements entspricht. Auf diese Weise kann der wenigstens eine Additivbehälter platzsparend im Filtergehäuse angeordnet werden. Außerdem kann so eine bezüglich der Elementachse radiale Ausdehnung des Flüssigkeitsführungsbereich umfangsmäßig gleichmäßig sein. Der wenigstens eine Additivbehälter kann vorteilhafterweise einen runden, ovalen oder eckigen Querschnitt aufweisen.
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Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Additivbehälter etwa zylindrisch sein.
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Der wenigstens eine Additivbehälter kann durch eine Doppelwand wenigstens mitgebildet werden. Dabei kann die wenigstens eine Trennwand eine Wand der Doppelwand bilden.
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Vorteilhafterweise können wenigstens zwei Wände des wenigstens einen Additivbehälters einstückig oder mehrstückig miteinander verbunden sein. Wenigstens zwei Wände des wenigstens einen Additivbehälters können vorteilhafterweise mittels einer stoffschlüssigen und/oder formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen, insbesondere einer Bördelverbindung, einer Klebeverbindung, einer Schweißverbindung, einer Steckverbindung, einer Klemmverbindung und/oder einer Rastverbindung, miteinander verbunden sein. Wenigstens zwei Wände des wenigstens einen Additivbehälters können vorteilhafterweise wenigstens auf einer Seite des Additivbehälters dicht miteinander verbunden sein. Auf diese Weise kann das enthaltene Additiv nicht durch den Verbindungsbereich aus der wenigstens einen Additivkammer entweichen. Umgekehrt kann so die zu behandelnde Flüssigkeit nicht unkontrolliert durch den Verbindungsbereich in die wenigstens eine Additivkammer gelangen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Abstützelement, insbesondere wenigstens eine Tiefziehnoppe, vorgesehen sein zum Abstützen der wenigstens einen Trennwand gegen wenigstens eine andere Wand, gegebenenfalls gegen eine Außenwand des wenigstens einen Additivbehälters.
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Mit dem wenigstens einen Abstützelement kann die wenigstens eine Trennwand zu der wenigstens einen anderen Wand auf Distanz gehalten werden.
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Mit dem wenigstens einen Abstützelement kann die wenigstens eine Trennwand und/oder die wenigstens eine andere Wand insbesondere gegen Druck, insbesondere einem Druck der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsführungsbereich, stabil abgestützt werden. Der wenigstens eine Additivbehälter kann gegebenenfalls mittels dem wenigstens einen Abstützelement insbesondere gegen Überdruck besser geschützt werden.
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Das wenigstens eine Abstützelement kann vorteilhafterweise an/in der wenigstens einen Trennwand realisiert sein. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Abstützelement an/in der wenigstens einen anderen Wand realisiert sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Abstützelement gemeinsam mit der entsprechenden Wand einfach vorgefertigt werden.
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Das wenigstens eine Abstützelement kann vorteilhafterweise stabil und/oder einfach einstückig mit der entsprechenden Wand verbunden sein.
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Wenigstens eine Tiefziehnoppe kann insbesondere bei Metallwänden einfach in der wenigstens einen Trennwand und/oder der wenigstens einen anderen Wand realisiert werden.
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Das wenigstens eine Abstützelement kann sich vorteilhafterweise wenigstens über einen Teil des Umfangs der entsprechenden Wand erstrecken. Auf diese Weise kann die Abstützung gleichmäßiger erfolgen.
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Es kann eine Mehrzahl von Abstützelementen umfangsmäßig insbesondere gleichmäßig verteilt an wenigstens einer der Wände angeordnet sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die wenigstens eine Additivkammer, gegebenenfalls der wenigstens eine Additivbehälter, zumindest ursprünglich von dem Filtergehäuse separat sein. Auf diese Weise kann die wenigstens eine Additivkammer bei einer Vormontage einfach mit einem entsprechenden Additiv oder einer Additivmischung befüllt werden. Die wenigstens eine vormontierte und vorgefüllte Additivkammer, insbesondere der wenigstens eine Additivbehälter, kann einfach als geschlossene Einheit in das Filtergehäuse insbesondere des Wechselfilters eingebaut werden.
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Vorteilhafterweise kann insbesondere bei der Verwendung eines öffenbaren Filtergehäuses die Additiv-Abgabevorrichtung, insbesondere die wenigstens eine Additivkammer, gegebenenfalls der wenigstens eine Additivbehälter, wenigstens teilweise aus dem Filtergehäuse ausgebaut werden. Auf diese Weise kann die Additiv-Abgabevorrichtung wenigstens teilweise ausgetauscht werden. So kann die wenigstens eine Additivkammer, gegebenenfalls der wenigstens eine Additivbehälter, insbesondere dann ausgetauscht werden, wenn das Additiv aufgebraucht ist. Wenigstens der Teil der Additiv-Abgabevorrichtung kann in insbesondere vorgebbaren Wartungsintervallen ausgetauscht werden.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Additivkammer bei Bedarf mit Additiv wiederbefüllt werden. So kann wenigstens ein Teil der Additiv-Abgabevorrichtung wiederverwendet werden.
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Die Additiv-Abgabevorrichtung, insbesondere die wenigstens eine Additivkammer, gegebenenfalls der wenigstens eine Additivbehälter, kann vorteilhafterweise wenigstens teilweise gegen eine ähnliche Additiv-Abgabevorrichtung auch anderen Typs ausgetauscht werden. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn der Filter unter anderen Bedingungen und/oder mit einer anderen Flüssigkeit betrieben werden soll. In diesem Fall können andere Additive und/oder eine andere Art und/oder Menge der Zugabe der Additive und/oder ein anderes Verschlusselement erforderlich sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die wenigstens eine Trennwand, gegebenenfalls der wenigstens eine Additivbehälter, Metall und/oder Kunststoff zumindest aufweisen.
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Dabei kann die wenigstens eine Trennwand, insbesondere der wenigstens eine Additivbehälter, aus Metall und/oder Kunststoff sein.
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Metall kann einfach geformt, insbesondere gebogen, und geschnitten werden. Metall kann einfach geschweißt werden. Außerdem kann gegebenenfalls das wenigstens ein Abstützelement insbesondere mittels Tiefziehen des Metalls einfach realisiert werden.
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Kunststoff kann elastisch ausgestaltet sein. Elemente aus Kunststoff können einfach mit relativ geringem Gewicht realisiert werden. Kunststoff kann einfach geformt, insbesondere gespritzt oder gegossen, werden. Kunststoff kann einfach insbesondere mittels Kleben oder Schweißen mit Kunststoff oder anderen Materialien verbunden werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die wenigstens eine Additivkammer wenigstens einen Kammerabschnitt, insbesondere einen Bodenabschnitt, aufweisen oder mit diesem verbunden sein, der sich außerhalb eines an den Flüssigkeitsführungsbereich angrenzenden Bereichs befinden kann.
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Auf diese Weise kann mit dem wenigstens einen Kammerabschnitt ein zusätzliches Reservoir für Additiv gebildet werden. So kann einfach die zur Verfügung stehende Additivmenge vergrößert werden. Der wenigstens eine Kammerabschnitt kann platzsparend entfernt von dem Flüssigkeitsführungsbereich angeordnet sein. Auf diese Weise können auch ansonsten ungenutzte Räume des Filtergehäuses zur Aufnahme von Additiven verwendet werden.
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Vorteilhafterweise kann sich der wenigstens eine Kammerabschnitt in einem Bereich eines Gehäusebodens des Filtergehäuses befinden. Insbesondere bei einem gewölbten Gehäuseboden kann so ein Bereich des Filtergehäuses genutzt werden, der ansonsten insbesondere durch das wenigstens eine Filterelement nicht nutzbar wäre.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eines der Verschlusselemente abhängig von einem physikalischen und/oder chemischen Zustand der zu behandelnden Flüssigkeit und/oder einer Einwirkdauer der Flüssigkeit auf das wenigstens eine Verschlusselement aufgelöst werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eines der Verschlusselemente so ausgestaltet sein, dass sein Zustand mit der zu behandelnden Flüssigkeit geändert, insbesondere seine Gestalt aufgelöst, werden kann. Wenigstens eines der Verschlusselemente kann eine Substanz aufweisen oder aus dieser bestehen, die sich unter der Einwirkung der zu behandelnden Flüssigkeit langsam auflösen kann. Dabei kann die Zustandsänderung wenigstens eines der Verschlusselemente auf physikalischem und/oder chemischem Wege erfolgen. Vorteilhafterweise kann wenigstens eines der Verschlusselemente wenigstens ein in oder mit der zu behandelnden Flüssigkeit lösbares Material wenigstens aufweisen. Wenigstens eines der Verschlusselemente kann vorteilhafterweise chemisch altern und sich dadurch öffnen.
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Der Zustand der zu behandelnden Flüssigkeit kann durch ihre physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften, insbesondere ihren Verschmutzungsgrad an Partikeln und/oder Wasser, ihren pH-Wert, ihre Temperatur und/oder ihre Fließfähigkeit und/oder dergleichen, definiert sein.
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Vorteilhafterweise kann die Auflösung wenigstens eines der Verschlusselemente abhängig von der Alterung der Flüssigkeit, insbesondere Flüssigkeit in einem Flüssigkeitskreislauf, sein. Abhängig von ihren Eigenschaften kann die zu behandelnde Flüssigkeit wenigstens eines der Verschlusselemente lösen und die Zugabe des Additivs ermöglichen. So kann die Flüssigkeit besser gezielt nach Bedarf konditioniert werden. So können durch Zugabe des Additivs bestimmte Eigenschaften der Flüssigkeit verändert, insbesondere verbessert, werden. Es können so bestimmte Eigenschaften der Flüssigkeit auch erhalten werden. Letzteres kann insbesondere bei der Verwendung des Filters in einem Flüssigkeitskreislauf von großem Vorteil sein.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eines der Verschlusselemente insbesondere durch chemische Reaktion, insbesondere einen Anstieg des Säuregehalts im Motoröl (TAN), insbesondere zeitlich verzögert insbesondere durch Alterung öffnen.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eines der Verschlusselemente wasserlöslich sein. Auf diese Weise kann insbesondere bei der Verwendung der Additiv-Abgabevorrichtung zur Behandlung von Öl oder Kraftstoff bei Vorhandensein von Wasser in dem Öl oder dem Kraftstoff, ein Additiv freigegeben werden, welches das Wasser binden kann.
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Wenigstens eines der Verschlusselemente kann vorteilhafterweise ein temperaturlösliches Material, insbesondere Thermoplast, wenigstens aufweisen. Eine Temperatur, bei der sich das wenigstens eine Verschlusselement löst, kann vorteilhafterweise im Bereich der üblichen Betriebstemperatur der zu behandelnden Flüssigkeit liegen.
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Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens eines der Verschlusselemente abhängig von einer Einwirkdauer der Flüssigkeit auf das Verschlusselement gelöst werden. Auf diese Weise kann insbesondere das wenigstens eine Verschlusselement abhängig von einer Laufzeit oder Laufleistung der Brennkraftmaschine gelöst und damit das Additiv dem Motoröl zugeführt werden. So kann das Additiv verzögert zu einer ersten Inbetriebnahme des Filters nach der Herstellung oder Wiederherstellung dem Motoröl zugeführt werden. So können insbesondere Eigenschaften des Motoröls auch über längere Laufzeiten der Brennkraftmaschine erhalten oder sogar verbessert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Verschlusselement eine Folie, insbesondere eine Klebefolie, oder eine Membran zumindest aufweisen.
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Dabei kann das wenigstens eine Verschlusselement eine Folie oder eine Membran sein.
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Eine Folie oder Membran kann vorteilhafterweise im Vergleich zu ihrer sonstigen Ausdehnung eine geringe Dicke aufweisen. So kann sie platzsparend angeordnet werden.
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Die Folie oder Membran kann vorteilhafterweise von der der wenigstens einen Additivkammer zugewandten Seite auf die wenigstens eine Trennwand zur Abdeckung der wenigstens einen Abgabeöffnung aufgebracht werden. Die Abdichtung der wenigstens einen Abgabeöffnung vor der ersten Inbetriebnahme des Filters, insbesondere der Additiv-Abgabevorrichtung, nach der Herstellung oder Wiederherstellung verbessert werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Folie oder Membran von der dem Flüssigkeitsführungsbereich zugewandten Seite auf die wenigstens eine Trennwand aufgebracht werden. Die Abdichtung der wenigstens einen Abgabeöffnung nach der ersten Inbetriebnahme nach der Herstellung oder Wiederherstellung des Filters kann so verbessert werden.
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Die Folie oder Membran kann vorteilhafterweise mit der Flüssigkeit lösbar sein.
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Eine Klebefolie kann einfach auf der Trennwand befestigt werden.
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Vorteilhafterweise können mehrere Abgabeöffnungen mit einer einzigen Folie oder Membran verschlossen werden. So kann das Verschließen mehrerer Abgabeöffnungen vereinfacht werden. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens eine Abgabeöffnung mit einer separaten Folie oder Membran verschlossen werden. So kann Folienmaterial oder Membranmaterial eingespart werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die wenigstens eine Additivkammer mit wenigstens einer insbesondere verschließbaren Einfüllöffnung zum Einfüllen des wenigstens einen Additivs verbunden sein, gegebenenfalls kann der wenigstens eine Additivbehälter die wenigstens eine Einfüllöffnung aufweisen.
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Durch die wenigstens eine Einfüllöffnung kann die wenigstens eine Additivkammer einfach mit Additiv befüllt werden. Nach dem Befüllen kann die wenigstens eine Einfüllöffnung verschlossen werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die wenigstens eine Einfüllöffnung durch einen Ringspalt, insbesondere an einer Stirnseite der wenigstens einen Additivkammer, gegebenenfalls des wenigstens einen Additivbehälters, wenigstens mitgebildet werden.
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Vorteilhafterweise kann die das wenigstens eine Hohlfilterelement bezüglich der Elementachse radial außen umgebende wenigstens eine Additivkammer, gegebenenfalls der Additivbehälter, insbesondere stirnseitig über den Ringspalt mit dem Additiv befüllt werden.
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Ein stirnseitiger Ringspalt kann bei einem doppelwandigen, insbesondere zylindrischen, Additivbehälter einfach realisiert werden. Hierzu kann einfach eine Stirnseite des Additivbehälters offengelassen werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die wenigstens eine Einfüllöffnung mit wenigstens einem Einfüllverschlusselement, insbesondere einem ringförmigen Stopfen, insbesondere wieder offenbar verschließbar sein.
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Mit dem wenigstens einen Einfüllverschlusselement kann die wenigstens eine Einfüllöffnung dicht verschlossen werden.
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Mit einem ringförmigen Stopfen kann vorteilhafterweise der Ringspalt einfach verschlossen werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Einfüllverschlusselement aus der wenigstens einen Einfüllöffnung wieder entfernt werden. So kann die wenigstens eine Einfüllöffnung zur Wiederbefüllung der Additivkammer geöffnet werden.
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Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch den Additivbehälter dadurch gelöst, dass die wenigstens eine Abgabeöffnung zumindest im Ursprungszustand der Additiv-Abgabevorrichtung mit wenigstens einem Verschlusselement verschlossen werden kann, welches zur Freigabe der wenigstens einen Abgabeöffnung beim Betrieb des Filters durch die zu behandelnde Flüssigkeit aufgelöst werden kann.
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Die oben in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Filter und dessen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Vorteile und Merkmale gelten für den erfindungsgemäßen Additivbehälter und dessen vorteilhaften Ausgestaltungen 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 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird. 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.
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Es zeigen schematisch
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1 einen Längsschnitt eines Ölfilters für Motoröl einer Brennkraftmaschine mit einem Rundfilterelement und einer Additiv-Abgabevorrichtung;
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2 ein Detail des Ölfilters aus der 1 im Bereich eines Filterdeckels eines Filtergehäuses;
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3 ein Detail des Ölfilters aus der 1 im Bereich eines Gehäusebodens des Filtergehäuses.
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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 Ölfilter 10 für Motoröl in einem Längsschnitt gezeigt. Die 2 und 3 zeigen Detailansichten des Ölfilters 10. Der Ölfilter 10 ist austauschbar in einem Motorölkreislauf einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Bei dem Ölfilter 10 handelt es sich um einen sogenannten Wechselfilter. Ein Filtergehäuse 14 des Ölfilters 10 kann komplett mit einem Filterelement 12 und einer Additiv-Abgabevorrichtung 38 ausgetauscht werden.
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Das Filtergehäuse 14 weist einen Filtertopf 16 mit einer Einbauöffnung für das Filterelement 12 auf, welche mit einem Filterdeckel 18 dicht verschlossen ist. Der Filterdeckel 18 weist einen zu einer Filterachse 20 koaxialen Ölauslass 22 und eine Mehrzahl von bezüglich der Filterachse 20 exzentrisch angeordneten Öleinlässen 24 auf.
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Wenn im Folgenden von „radial”, „axial”, „koaxial”, „umfangsmäßig” oder dergleichen die Rede ist, so bezieht sich dies, sofern nicht anders erwähnt, auf die Filterachse 20.
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Der Ölfilter 10 ist mittels einer Schraubverbindung an einen in der 1 nicht gezeigten Filterkopf der Brennkraftmaschine angeschraubt. Der Ölauslass 22 steht bei angeschraubtem Ölfilter 10 fluidtechnisch in Verbindung mit einem entsprechenden Ölablaufkanal des Filterkopfs. Die Öleinlässe 24 sind dann mit einem entsprechenden Ölzulaufkanal des Filterkopfs verbunden.
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In dem Filtertopf 16 ist das Filterelement 12 so angeordnet, dass es den Ölauslass 22 von den Öleinlässen 24 trennt. Das Filterelement 12 ist koaxial zur Filterachse 20. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel fällt eine Elementachse des Filterelements 12 mit der Filterachse 20 zusammen.
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Das Filterelement 12 ist ein sogenanntes Rundfilterelement. Es umfasst einen Filterbalg 26 aus einem zickzackförmig gefalteten, umgangsmäßig geschlossenen Filtermedium. An seiner dem Filterdeckel 18 zugewandten Stirnseite ist der Filterbalg 26 mit einer Anschlussendscheibe 28 dicht verbunden. Die Anschlussendscheibe 28 weist eine koaxiale Durchlassöffnung 30 auf, welche mittels einem entsprechenden Anschlusszylinder einen Elementinnenraum 32 mit dem Ölauslass 22 verbindet. Eine Bodenendscheibe 34 befindet sich auf der axial gegenüberliegenden Stirnseite des Filterbalgs 26 und ist dicht mit diesem verbunden. Die Bodenendscheibe 34 kann durchgängig geschlossen sein.
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In dem Elementinnenraum 32 ist ein Stützrohr 36 koaxial angeordnet, welches sich zwischen der Anschlussendscheibe 28 und der Bodenendscheibe 34 erstreckt. Das Stützrohr 36 ist an beiden Enden offen. Seine Umfangswand weist eine Vielzahl von Durchlassöffnungen für Motoröl auf, von denen in der 1 beispielhaft einige wenige dargestellt sind. Eine radial innere Umfangsseite des Filterbalgs 26 kann sich an der radial äußeren Umfangsseite des Stützrohrs 36 abstützen.
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In dem Filtergehäuse 14 ist ferner die Additiv-Abgabevorrichtung 38 angeordnet. Die Additiv-Abgabevorrichtung 38 umfasst einen doppelwandigen Additivbehälter 40. Der Additivbehälter 40 ist insgesamt kreiszylindrisch. Er ist als separates Bauteil koaxial zum Filterelement 12 in dem Filtertopf 16 angeordnet. Er umgibt das Filterelement 12 radial außen umfangsmäßig zusammenhängend.
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Der Additivbehälter 40 verfügt über eine innere Trennwand 42 auf der dem Filterelement 12 zugewandten Umfangsseite und eine Außenwand 44 auf der abgewandten Umfangsseite. Die Trennwand 42 und die Außenwand 44 sind aus Metall.
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Die Außenwand 44 verläuft entlang einer radial inneren Umfangsseite und einem Gehäuseboden 46 des Filtertopfs 16. In der normalen Einbauposition des Ölfilters 10 ist, wie in der 1 dargestellt, der Gehäuseboden 46 räumlich unten. Der Ölfilter 10 kann jedoch auch in anderer Orientierung angeordnet sein. Der Gehäuseboden 46 ist nach außen gewölbt.
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Im Bereich des Gehäusebodens 46 weist die Außenwand 44 eine koaxiale Öffnung für eine koaxiale Schraubendruckfeder 48 auf. Mit der Schraubendruckfeder 48 wird das Filterelement 12 axial gegen den Filterdeckel 18 gedrückt. Der die Öffnung umgebende radial innere Rand der Außenwand 44 ist mit einem entsprechenden Rand der inneren Trennwand 42 dicht verbördelt.
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Die Trennwand 42 weist einen Umfangsabschnitt auf, welcher in einem radialen Abstand etwa parallel zur radial äußeren Umfangsseite des Filterbalges 26 verläuft. Der Umfangsabschnitt der Trennwand 42 erstreckt sich über die gesamte axiale Höhe des Filterbalges 26 und überragt diesen auf der dem Filterdeckel 18 zugewandten Seite.
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Auf der dem Gehäuseboden 46 zugewandten Seite geht der Umfangsabschnitt der Trennwand 42 nach einer Biegung um 90° nach radial innen in einen Bodenabschnitt über. Der Bodenabschnitt der Trennwand 42 erstreckt sich radial entlang der Außenseite der Bodenendscheibe 34 in Richtung auf die Schraubendruckfeder 48 zu. Dort geht der Bodenabschnitt nach einer weiteren Biegung um 90° in Richtung auf den Gehäuseboden 46 zu in einen unteren, koaxialen Umfangsabschnitt über. Am freien Rand des unteren Umfangsabschnitts ist die Trennwand 42 mit der Außenwand 44 verbördelt.
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Der Additivbehälter 40 beinhaltet eine Additivkammer 50 für ein Additiv. Ein Bodenabschnitt 51 des Additivbehälters 40 im Bereich des Gehäusebodens 46 dient dabei als zusätzliches Reservoir für das Additiv. Der Bodenabschnitt 51 befindet sich außerhalb eines an einen Ölführungsraum 54 angrenzenden Bereichs der Additivkammer 50.
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In dem Umfangsabschnitt der Trennwand 42 ist eine Vielzahl von Abgabeöffnungen 52 umfangsmäßig und in axialer Richtung verteilt angeordnet. Die Abgabeöffnungen 52 verbinden die Additivkammer 50 mit dem Ölführungsraum 54. Der Ölführungsraum 54 erstreckt sich in dem Zwischenraum zwischen der Trennwand 42 und der radial äußeren Umfangsseite des Filterbalges 26. Der Ölführungsraum 54 geht auf der dem Filterdeckel 18 axial zugewandten Seite in einen Ölzulaufraum 56 über, in den die Öleinlässe 24 münden. Auf der dem Gehäuseboden 46 zugewandten Seite wird der Ölführungsraum 54 von dem Bodenabschnitt der Trennwand 42 begrenzt. Die dem Gehäuseboden 46 nächstliegenden, beispielhaft untersten Abgabeöffnungen 52 befinden sich in der Nähe des Bodenabschnitts der Trennwand 42.
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Ferner weist der Umfangsabschnitt der Trennwand 42 eine Vielzahl von Tiefziehnoppen 58 auf. Die Tiefziehnoppen 58 sind entlang des Umfangsabschnitts der Trennwand 42 verteilt angeordnet. Sie erstrecken sich jeweils umfangsmäßig über einen Teil des Umfangs. Die Tiefziehnoppen 58 erheben sich von der Hauptfläche des Umfangsabschnitts der Trennwand 42 nach radial außen. Sie können sich an der radial inneren Umfangsseite der Außenwand 44 abstützen. Mit den Tiefziehnoppen 58 werden die Außenwand 44 und die Trennwand 42 radial auf Abstand gehalten.
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Die dem Filterdeckel 18 zugewandten freien Ränder der Trennwand 42 und der Außenwand 44 begrenzen eine Einfüllöffnung 60 des Additivbehälters 40 für das Additiv. Die Einfüllöffnung 60 hat die Form eines umfangsmäßig zusammenhängenden Ringspalts. Die Einfüllöffnung 60 ist mit einem Einfüllverschlusselement in Form eines ringförmigen Stopfens 62 dicht verschlossen.
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Im Ursprungszustand der Additiv-Abgabevorrichtung 38 vor einer ersten Benutzung sind die Abgabeöffnungen 52 jeweils mit einem Verschlusselement 64 verschlossen. Bei den Verschlusselementen 64 handelt es sich um Klebefolien, die von der Additivkammer 50 aus auf die Trennwand 42 in diesem Ausführungsbeispiel geklebt sind. Die Klebefolie altern durch Motoröl chemisch und sind so auflösbar.
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Zur Herstellung der Additiv-Abgabevorrichtung 38 werden die Außenwand 44 und die Trennwand 42 miteinander verbördelt. Die Verschlusselemente 64 werden auf die Abgabeöffnungen 52 geklebt. Der Additivbehälter 40 wird über die Einfüllöffnung 60 mit dem entsprechenden Additiv befüllt. Anschließend wird die Einfüllöffnung 60 mit dem Stopfen 62 dicht verschlossen.
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Der befüllte Additivbehälter 40 wird mit dem Bodenabschnitt 51 voran durch die Einbauöffnung in den Filtertopf 16 eingesetzt. Die Schraubendruckfeder 48 wird im Gehäuseboden 46 platziert. Das vorgefertigte Filterelement 12 wird mit der Bodenendscheibe 34 voran in den Filtertopf 16 eingesetzt und innerhalb des Additivbehälters 40 platziert.
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In dem Additivbehälter 40 können unterschiedlichste Additive oder Additivmischungen enthalten sein. Beispielhaft kann ein Friction Modifier zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs enthalten sein. Mit dem Friction Modifier können Reibungsverluste an bewegten Motorenteilen verringert werden. Alternativ oder zusätzlich kann beispielhaft ein TBN-Booster verwendet werden, der mit Säuren reagiert, die bei der Verbrennung gebildet werden. Mit dem TBN-Booster kann eine Ölversäuerung des Motoröls verlangsamt werden.
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Beim Betrieb der Brennkraftmaschine strömt Motoröl durch den Ölzulaufkanal des Filterkopfs in die Öleinlässe 24 des Ölfilters 10. Vor dort aus gelangt das Motoröl in den Ölzulaufraum 56 und aus diesem in den Ölführungsraum 54. Der Ölführungsraum 54 umgibt den Filterbalg 26 auf dessen Rohölseite radial außen. Das Motoröl durchströmt den Filterbalg 26 von radial außen nach radial innen und gelangt durch die Durchlassöffnungen 37 des Stützrohrs 36 in den Elementinnenraum 32. Das gefilterte Motoröl verlässt den Ölfilter 10 durch den Ölauslass 22 und gelangt in den Ölablaufkanal des Filterkopfs.
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In dem Ölführungsraum 54 tritt das Motoröl außerdem in Kontakt mit den Verschlusselementen 64. Mit der Betriebsdauer des Ölfilters 10 löst das Motoröl die Verschlusselemente 64 allmählich auf, sodass die Abgabeöffnungen 52 des Additivbehälters 40 schließlich freigegeben werden. Das Motoröl gelangt durch die Abgabeöffnungen 52 mit dem Additiv in der Additivkammer 50 in Kontakt. Das Additiv gelangt in das Motoröl und wird verbraucht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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