DE102010038338A1 - Filter installation for filtering petrol in internal combustion engine of e.g. passenger vehicle, has filter case whose interior region comprises sealing element by which nozzles are sealed together with respect to filter element - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung, insbesondere für Kraftstoff oder Harnstoff, mit einem Filterelement, das in einem Filtergehäuse angeordnet ist, an dem mindestens ein erster und ein zweiter Anschlussstutzen angeschlossen sind.The invention relates to a filter device, in particular for fuel or urea, with a filter element which is arranged in a filter housing, are connected to the at least one first and a second connecting piece.
Filtereinrichtungen von Kraftstoffversorgungssystemen moderner Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, kommt insbesondere die Funktion zu, den durch die Filtereinrichtung geführten Kraftstoff von Schmutzpartikeln zu reinigen. Um diese Funktionen zu verwirklichen, ist es bekannt, ein Filterelement insbesondere in Form einer Filterpatrone in einem Filtergehäuse anzuordnen. Das Filtergehäuse ist in der Regel mit einem Filtergehäusebecher gestaltet, der mit einem Filtergehäusedeckel fluiddicht verschlossen ist.Filtering devices of fuel supply systems of modern motor vehicles, such as passenger cars or trucks, in particular has the function to clean the guided through the filter fuel from dirt particles. In order to realize these functions, it is known to arrange a filter element in particular in the form of a filter cartridge in a filter housing. The filter housing is usually designed with a filter housing cup, which is fluid-tightly sealed with a filter housing cover.
Der Filtergehäusedeckel weist zum Zu- und Abführen eines zu filtrierenden Kraftstoffs mehrere Anschlüsse bzw. Anschlussstutzen auf. Durch diese Anschlüsse hindurch wird der Kraftstoff derart durch das Filterelements hindurchgeleitet, dass die im Kraftstoff mitgeführten Schmutzpartikel sowie mitgeführtes Wasser zurückgehalten und abgeschieden werden.The filter housing cover has a plurality of connections or connecting pieces for supplying and discharging a fuel to be filtered. Through these connections, the fuel is passed through the filter element in such a way that the dirt particles entrained in the fuel and entrained water are retained and separated.
Damit der Kraftstoff im Inneren des Filtergehäuses durch das Filterelement hindurchgeleitet wird und dieses nicht etwa nur seitlich umströmt, muss zwischen den Anschlüssen und zumindest dem Filterelement eine Abdichtung vorgenommen werden.So that the fuel is passed through the filter element inside the filter housing and this does not flow around only laterally, a seal must be made between the terminals and at least the filter element.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß ist eine Filtereinrichtung, insbesondere für Kraftstoff, mit einem Filterelement vorgesehen, das in einem Filtergehäuse angeordnet ist, an dem mindestens ein erster und ein zweiter Anschlussstutzen angeschlossen sind und bei dem im Inneren des Filtergehäuses ein Dichtelement vorgesehen ist, mit dem der erste Anschlussstutzen und der zweite Anschlussstutzen gemeinsam zumindest zum Filterelement hin abgedichtet sind.According to the invention, a filter device, in particular for fuel, is provided with a filter element which is arranged in a filter housing to which at least one first and one second connecting piece are connected and in which a sealing element is provided in the interior of the filter housing with which the first connecting piece and the second connecting piece are sealed together at least to the filter element.
Mit dem erfindungsgemäßen Dichtelement ist es möglich innerhalb des Filtergehäuses mit nur einem Bauteil mehrere Dichtfunktionen zu verwirklichen. Das Dichtelement dichtet sowohl um den ersten als auch um den zweiten. Anschlussstutzen herum derart ab, dass das zu filternde Fluid zwingend durch das Filterelement hindurch geleitet wird und nicht etwa um dieses herum strömen kann. Das Filterelement ist dabei um einen Anschlussstutzen herum zum Filtergehäuse hin abgedichtet.With the sealing element according to the invention, it is possible to realize within the filter housing with only one component several sealing functions. The sealing element seals around both the first and the second. Connection piece around such a way that the fluid to be filtered is forcibly passed through the filter element and can not flow around it. The filter element is sealed around a connection piece around to the filter housing.
Ferner bildet das erfindungsgemäße Dichtelement die Grundlage dafür, dass im Inneren des Filtergehäuses noch mindestens ein weiteres Bauteil bzw. ein weiterer Körper angeordnet werden kann, durch den hindurch das zu filternde Fluid ebenfalls geleitet werden soll und der dazu ebenfalls um einen Anschlussstutzen herum zum Filtergehäuse hin abgedichtet ist.Furthermore, the sealing element according to the invention forms the basis for the fact that at least one further component or another body can be arranged in the interior of the filter housing, through which the fluid to be filtered is likewise to be conducted and which also has to go around a connecting piece to the filter housing is sealed.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung ist das Dichtelement aus einem Dichtungsfilz gestaltet.In an advantageous embodiment of the filter device according to the invention, the sealing element is designed from a sealing felt.
Der Dichtungsfilz ist kostengünstig herzustellen und zu montieren und weist insbesondere eine gutes Kompressionsverhalten auf, um durch ein Anpressen am Filtergehäuse sowie am Filterelement und/oder am Körper eine Abdichtung zu erzeugen.The sealing felt is inexpensive to manufacture and assemble and in particular has a good compression behavior in order to produce a seal by pressing against the filter housing and on the filter element and / or on the body.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung ist das Dichtelement scheibenförmig mit je einer Durchgangsöffnung für den ersten Anschlussstutzen und für den zweiten Anschlussstutzen gestaltet.According to a further advantageous development of the filter device according to the invention, the sealing element is disc-shaped, each with a through opening for the first connecting piece and for the second connecting piece designed.
Das derart ausgestaltete Dichtelement umgibt zwei Anschlussstutzen und stellt um beide Anschlussstutzen herum je eine Fläche bereit, an der das Filterelement und/oder der Körper angelegt und abgedichtet werden können. Dazu weist das patroneförmige Filterelement insbesondere einen zentralen halsförmigen Stutzen auf und/oder der Körper ist mit mindestens einer ringförmigen Anschlussfläche zum Ankoppeln an dem Dichtelement versehen. Im Zentrum dieser ringförmigen Anschlussfläche ist dann der zugehörige Anschlussstutzen angeordnet, der durch das Filtergehäuse hindurchragt, so dass der Körper an ihm angesetzt werden kann.The sealing element designed in this way surrounds two connecting pieces and provides a surface around both connecting pieces around which the filter element and / or the body can be applied and sealed. For this purpose, the cartridge-shaped filter element in particular has a central neck-shaped connecting piece and / or the body is provided with at least one annular connecting surface for coupling to the sealing element. In the center of this annular connection surface then the associated connection piece is arranged, which protrudes through the filter housing, so that the body can be attached to it.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung ist mindestens eine Durchgangsöffnung des Dichtelements an ihrem Umfang mit mindestens einer Kerbe gestaltet.According to a further advantageous development of the filter device according to the invention, at least one passage opening of the sealing element is designed on its circumference with at least one notch.
Besonders bevorzugt sind mehrere Kerben oder Vertiefungen am Umfang der Durchgangsöffnung verteilt. Auf diese Weise ist der Umfang insbesondere wellenförmig gestaltet. Mit den Kerben ist das Einfügen des Anschlussstutzens beim Montieren des Dichtelements erleichtert, indem der Körper mit der Durchgangsöffnung besser anzukoppeln ist. Zugleich ist um den Anschlussstutzen herum vom Dichtelement eine ausreichend große Fläche zum Abdichten bereitgestellt.Particularly preferably, a plurality of notches or depressions are distributed on the circumference of the passage opening. In this way, the circumference is particularly wavy. With the notches, the insertion of the connecting piece when mounting the sealing element is facilitated by the body is better to couple with the through hole. At the same time, a sufficiently large area for sealing is provided around the connecting piece by the sealing element.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung ist das Dichtelement mit dem Filterelement von innen gegen das Filtergehäuse gedrängt.In a further advantageous embodiment of the filter device according to the invention, the sealing element is urged with the filter element from the inside against the filter housing.
Das Filterelement erzeugt bei dieser Weiterbildung auf das Dichtelement eine Presskraft, mit der zum einen das Filterelement gegenüber dem Dichtelement und zum anderen das Dichtelement gegenüber dem Filtergehäuse abgedichtet ist. In this development, the filter element generates a pressing force on the sealing element with which, on the one hand, the filter element is sealed off from the sealing element and, on the other hand, the sealing element is sealed off from the filter housing.
Gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung ist das Dichtelement mit dem Filterelement von innen gegen einen Filtergehäusedeckel gedrängt.According to a likewise advantageous development of the filter device according to the invention, the sealing element is urged with the filter element from the inside against a filter housing cover.
Besonders bevorzugt erfolgt dieses Drängendes Dichtelements von innen gegen das Filtergehäuse am Filtergehäusedeckel. Es ist dann nämlich möglich, die Presskraft beim Aufsetzen des Filtergehäusedeckels auf das restliche Filtergehäuse während der Deckelmontage zu erzeugen.Particularly preferably, this urging of the sealing element takes place from the inside against the filter housing on the filter housing cover. Namely, it is then possible to generate the pressing force when placing the filter housing cover on the remaining filter housing during the cover assembly.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung ist wie oben bereits erwähnt außer dem Filterelement ein weiterer Körper in dem Filtergehäuse angeordnet und mit dem Dichtelement ist einer der Anschlussstutzen zum Körper hin abgedichtet.In a further advantageous embodiment of the filter device according to the invention, as already mentioned above, apart from the filter element, a further body is arranged in the filter housing, and one of the connecting pieces is sealed to the body with the sealing element.
Mit dem Körper können auf kostengünstig herzustellende Weise ein Vielzahl Funktionen vereinigt sein. An dem Körper können insbesondere zwei Anschluss stutzen angeschlossen sein, die beide als Zuführung von Kraftstoffen dienen. Der Körper mit seinen daran angeschlossenen Anschlussstutzen kann dann als Mischraum für das Zusammenführen und Durchmischen der durch die Anschlussstutzen zugeführten Kraftstoffströme genutzt werden. Ferner ist an ihm ferner bevorzugt ein Ventil zum wahlweisen Zumischen von einem der Kraftstoffströme ausgebildet. Das Ventil ist vorteilhaft mit einem Ventilkörper und einem diesen verstellenden Rückstellelement gebildet. Das Rückstellelement ist bevorzugt im Inneren des Körpers angeordnet, wo es von den durchmischten Strömen umspült wird. Der Körper kann aufgrund des für ihn verwendbaren Materials und aufgrund möglicher Wandstärken eine höhere Stabilität aufweisen, als die eher dünn ausgebildeten Flächen des Filtergehäuses selbst.With the body can be combined in a cost-effective manner a variety of functions. In particular, two connection can be connected to the body clip, both of which serve as a supply of fuels. The body with its connected connecting pieces can then be used as a mixing chamber for merging and mixing of the supplied through the connecting pieces of fuel flows. Furthermore, a valve for selectively admixing one of the fuel streams is also preferably formed on it. The valve is advantageously formed with a valve body and this adjusting return element. The return element is preferably arranged in the interior of the body, where it is surrounded by the mixed streams. Due to the material which can be used for it and due to possible wall thicknesses, the body can have a higher stability than the rather thin surfaces of the filter housing itself.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung ist der Körper von dem Filterelement gegen das Dichtelement gedrängt.According to a further advantageous embodiment of the filter device according to the invention, the body is urged by the filter element against the sealing element.
Der Körper kann auf diese Weise an der Innenseite des Filtergehäuses einfach montiert werden und stellt dort insbesondere auch die Abdichtung und eine Anschlussmöglichkeit für mindestens einen Anschlussstutzen bereit.The body can be easily mounted in this way on the inside of the filter housing and there provides in particular the seal and a connection option for at least one connection piece.
Bei einer ebenfalls vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung ist der Körper L-förmig gestaltet.In a likewise advantageous development of the filter device according to the invention, the body is L-shaped.
Der derart in L-Form mit zwei Schenkeln gestaltete Körper ermöglicht es, dass an den freien Enden der Schenkel jeweils ein Anschlussstutzen angekoppelt ist. Die Anschlussstutzen sind dadurch zum Anbringen von Anschlüssen weit voneinander entfernt und ferner ist es möglich im Zentrum der L-Form einen dritten Anschluss vorzusehen, der an dem Körper vorbeigeführt ist. Die Anschlussstutzen sind besonders vorteilhaft an dem Körper ortsfest gehalten bzw. befestigt. Der L-förmige Körper ermöglicht es damit mehrere Anschlussstutzen (insbesondere zwei) an ihm anzukoppeln, abzudichten und auch ortsfest anzubringen. Der Körper kann dabei vorteilhaft Funktionen übernehmen, die bisher von dem Filtergehäuse bereitgestellt werden mussten. Eine entsprechende Anpassung des Filtergehäuses kann daher entfallen. Darüber hinaus ist wie erwähnt vorteilhaft an dem Scheitelbereich der L-Form ein weiterer Anschlussstutzen angeordnet, der nicht an dem Körper angekoppelt ist. Die derart angeordneten Anschlussstutzen sind dann zugleich in einer Reihe angeordnet, was in Bezug auf die herzustellende Gesamtanordnung von Vorteil ist. Die L-Form des Körpers ist besonders bevorzugt mit einem langen und einem kurzen Schenkel gestaltet. Der lange Schenkel bzw. Arm des Körpers ist bevorzugt zum Anordnen des Rückstellelements in der oben genannten Weise vorgesehen. Das Rückstellelement kann dann insbesondere in Gestalt einer Bimetall-Blattfeder besonders lang gestaltet sein. Der kurze Schenkel hingegen stellt eine kurze Verbindung zum benachbarten Anschlussstutzen her.The thus designed in L-shape with two legs body allows that at the free ends of the legs in each case a connection piece is coupled. The connecting pieces are thereby far apart for attaching terminals and further it is possible to provide in the center of the L-shape a third terminal, which is guided past the body. The connecting pieces are held and fixed particularly advantageous to the body. The L-shaped body thus makes it possible to couple a plurality of connecting pieces (in particular two) to it, to seal it and also to attach it in a stationary manner. The body can advantageously take over functions that previously had to be provided by the filter housing. A corresponding adjustment of the filter housing can therefore be omitted. In addition, as mentioned, advantageously at the apex region of the L-shape, a further connection piece is arranged, which is not coupled to the body. The thus arranged connecting pieces are then arranged at the same time in a row, which is advantageous in relation to the overall arrangement to be produced. The L-shape of the body is particularly preferably designed with a long and a short leg. The long leg or arm of the body is preferably provided for arranging the return element in the above-mentioned manner. The restoring element can then be made particularly long, in particular in the form of a bimetallic leaf spring. The short leg, however, creates a short connection to the adjacent connection piece.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung ist das Dichtelement von einem Halsstück des Körpers sowie von einem Halsstück des Filterelements von innen gegen das Filtergehäuse gedrängt.In a further advantageous embodiment of the filter device according to the invention, the sealing element is urged by a neck portion of the body and a neck portion of the filter element from the inside against the filter housing.
Mit den genannten Halsstücken kann um den Umfang der jeweiligen Anschlussstutzen herum eine definierte linienförmige Anpressung des Dichtelements erzeugt werden. Diese Anpressung führt zu einer gesamtumfänglichen vorteilhaften Abdichtung, ohne dass es dazu besonders großer Andruckkräfte bedarf.With the said neck pieces, a defined line-shaped contact pressure of the sealing element can be generated around the circumference of the respective connecting piece. This contact pressure leads to an overall advantageous sealing, without the need for particularly large pressure forces.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung ist der erste Anschlussstutzen zum Ankoppeln einer Leitung zum Zuführen von Kraftstoff von einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe zur Filtereinrichtung und der zweite Anschlussstutzen zum Ankoppeln einer Leitung vorgesehen, durch die der von der Filtereinrichtung gereinigte Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor gelangt.According to a further advantageous development of the filter device according to the invention, the first connecting piece is provided for coupling a line for supplying fuel from a high-pressure fuel pump to the filter device and the second connecting piece for coupling a line through which the fuel purified by the filter device arrives at an internal combustion engine.
Damit sind bei der Filtereinrichtung zwei Zuführ-Anschlüsse und ein Abführ-Anschluss vorgesehen. Diese Anschlüsse sind in Form von Anschlussstutzen ausgestaltet, die in das Innere des Filtergehäuses münden. Ein erster der beiden Zuführ-Anschlüsse führt Kraftstoff von einem Kraftstofftank zum Filterelement, während der zweite Zuführ-Anschluss Kraftstoff vom Rücklauf einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe zu der Filtereinrichtung führt. Bei normaler Betriebstemperatur wird der Kraftstoff nur aus dem Kraftstofftank durch den ersten Zuführ-Anschluss in die Filtereinrichtung hineingeführt. Wenn die Temperatur im Innern der Filtereinrichtung jedoch sehr niedrig ist (wie z. B. bei einem Kaltstart des zugehörigen Kraftfahrzeugs), so öffnet im Inneren der Filtereinrichtung ein Ventil den zweiten Zuführ-Anschluss und lässt auf diese Weise Kraftstoff in die Filtereinrichtung, der von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe stammt und deswegen vergleichsweise warm ist. Die beiden derart zugeführten Kraftstoffströme vermischen sich in der Filtereinrichtung in Strömungsrichtung noch vor dem Filterelement, so dass insgesamt richtig temperierter Kraftstoff durch das Filterelement treten kann. Wenn die Temperatur des Kraftstoffs eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat, schließt das Ventil und es gelangt ausschließlich Kraftstoff aus dem ersten Zuführanschluss in die Filtereinrichtung. Zum Schließen des Ventils wird ein Ventilkörper gegen einen zugehörigen Ventilsitz fluiddicht angelegt. Zum Öffnen des Ventils wird mit einem Rückstellelement der Ventilkörper von dem Ventilsitz aktiv abgehoben und auf diese Weise eine Fluidverbindung durch den Ventilsitz hindurch hergestellt. Das Rückstellelement ist bevorzugt als Bimetall-Blattfeder gestaltet, die insbesondere an einem Ende bewegbar ist und dort mit einem Finger bzw. Stiftabschnitt durch den Ventilsitz hindurchreicht, um an dessen gegenüberliegender Seite gegen den Ventilkörper zu drücken. Die Bimetall-Blattfeder verformt sich in Abhängigkeit der in ihrer Umgebung vorherrschenden Temperatur. Dabei ist die Bimetall-Blattfeder derart angeordnet, dass sie von dem in die Filtereinrichtung aus dem Kraftstofftank zugeführten Kraftstoff umspült wird. Entsprechend bestimmt die Temperatur des aus dem Kraftstofftank zugeführten Kraftstoffs, wann das Ventil öffnet und schließt. Bei hoher bzw. ausreichender Temperatur wird das Ventil gesperrt, bei niedriger bzw. zu geringer Temperatur wird das Ventil geöffnet und Kraftstoff von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe zugemischt.Thus, two supply ports and a discharge port are provided in the filter device. These connections are in the form of Designed connecting pieces, which open into the interior of the filter housing. A first of the two supply ports supplies fuel from a fuel tank to the filter element while the second supply port carries fuel from the return of a high pressure fuel pump to the filter device. At normal operating temperature, fuel is only introduced from the fuel tank through the first supply port into the filter device. However, when the temperature inside the filter device is very low (such as during a cold start of the associated motor vehicle), a valve opens the second supply port in the interior of the filter device, thus allowing fuel into the filter device The high-pressure fuel pump comes and therefore is relatively warm. The two fuel flows thus supplied mix in the filter device in the flow direction even before the filter element, so that overall properly tempered fuel can pass through the filter element. When the temperature of the fuel has reached a predetermined temperature, the valve closes and only fuel from the first supply port enters the filter device. To close the valve, a valve body is fluid-tightly applied against an associated valve seat. To open the valve, the valve body is actively lifted from the valve seat with a return element and in this way a fluid connection is made through the valve seat. The return element is preferably designed as a bimetallic leaf spring, which is movable in particular at one end and there passes with a finger or pin portion through the valve seat to press on its opposite side against the valve body. The bimetal leaf spring deforms depending on the prevailing temperature in their environment. In this case, the bimetallic leaf spring is arranged such that it is surrounded by the fuel supplied to the filter device from the fuel tank. Accordingly, the temperature of the fuel supplied from the fuel tank determines when the valve opens and closes. At high or sufficient temperature, the valve is locked, at low or too low temperature, the valve is opened and mixed fuel from the high-pressure fuel pump.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:An exemplary embodiment of the solution according to the invention will be explained in more detail below with reference to the attached schematic drawings. It shows:
In den Fig. ist eine Filtereinrichtung
An dem Filtergehäusedeckel
Unter dem Filtergehäusedeckel
In dem Körper
Mit dem Ventil
Das Abheben des Ventilkörpers
Der Ventilkörper
Die derart gestaltete, sehr vorteilhafte Halterung für den Ventilkörper
Die Rückhaltestruktur
Die drei Nocken
Die Haltestruktur
Der Körper
Das Rückstellelement
Entsprechend ist bei hoher bzw. ausreichender Temperatur des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank das Ventil
Der Körper
Das Dichtelement
Kraftstoff kann damit aus dem Filterelement
Der Körper
Im L-förmigen Körper
Der Körper
Dabei weist das Dichtelement
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