DE102007039679A1

DE102007039679A1 - Kraftstofffilter mit Wasserabscheider

Info

Publication number: DE102007039679A1
Application number: DE102007039679A
Authority: DE
Inventors: Norbert Straßenberger; Martin Klein
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2008-05-15

Abstract

Um einen Kraftstofffilter (1) zu schaffen, der bei einer kompakten Bauform einen hohen Abscheidegrad für von dem Kraftstoff abzuscheidendes Wasser und für von dem Kraftstoff abzuscheidende Partikel aufweist, ist vorgesehen, ein Mittel zur Wasserabscheidung (13) und ein Mittel zur Partikelabscheidung (11) einzusetzen, wobei die beiden Mittel (11; 13) derart angeordnet sind, dass der zu filternde Kraftstoff das Mittel zur Wasserabscheidung (13) vor dem Mittel zur Partikelabscheidung (11) durchströmt, wobei ein weiteres Mittel zur Partikelabscheidung (12) gegeben und zu dem Mittel zur Partikelabscheidung (11) beabstandet ist, wobei zwischen den beiden Mitteln zur Partikelabscheidung (11; 12) das Mittel zur Wasserabscheidung (13) angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Kraftstofffilter mit einem Mittel zur Wasserabscheidung und einem Mittel zur Partikelabscheidung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
Aus der DE 101 23 190 A1 ist ein Kraftstofffilter mit Wasser abscheidenden Mitteln bekannt, der mindestens zweistufig mit einer Filterstufe aus hydrophobem und mit einer benachbarten Filterstufe aus hydrophilem Filtermaterial ausgebildet ist. Der die erste Filterstufe verlassende, Wasseranteile enthaltende Kraftstoff trifft umlenkungsfrei auf das Filtermaterial der zweiten Filterstufe trifft. Für das an der zweiten Filterstufe abgeschiedene Wasser ist zwischen den beiden Filterstufen ein Abflussbereich für einen Wasserabfluss vorgesehen.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kraftstofffilter zu schaffen, der bei einer kompakten Bauform einen hohen Abscheidegrad für von dem Kraftstoff abzuscheidendes Wasser und für von dem Kraftstoff abzuscheidende Partikel aufweist. Diese Aufgabe wird durch einen Kraftstofffilter mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Durch die beabstandete Anordnung der beiden Mittel zur Partikelabscheidung entsteht ein Freiraum, der zum einen zur Integration des Mittels zur Wasserabscheidung dient und zum anderen als Führungskanal für den zu filternden Kraftstoff sowie für aus dem Kraftstoff abgeschiedenes Wasser nutzbar ist, so dass dem geschaffenen Freiraum eine Doppelfunktion zukommt. Des Weiteren ist aufgrund der Einfassung des Mittels zur Wasserabscheidung durch die beiden Mittel zur Partikelabscheidung eine Filtrationsanordnung geschaffen, die sich durch einen hohen Abscheidegrad und zugleich durch eine Platz sparende Struktur auszeichnet.
Eine erste Ausführungsform sieht vor, dass die Höhe des Mittels zur Wasserabscheidung geringer ist, als die Höhe der beiden Mittel zur Partikelabscheidung, wodurch je nach Höhendifferenz ein definierter Strömungskanal gegeben ist.
Insbesondere ist es vorteilhaft, dass die beiden Mittel zur Partikelabscheidung jeweils als hohlzylindrische, zueinander konzentrisch angeordnete Filterelemente ausgebildet sind, so dass von einer hohen Filterleistung bei kleinstem Bauvolumen profitiert werden kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Mittel zur Wasserabscheidung als hohlzylindrisches, insbesondere als aus einem geradlinigen Filterelement zu einem Ring geformtes, Filterelement ausgebildet ist, wodurch einerseits eine den Abscheidegrad erhöhende Geometrie zum Tragen kommt und andererseits eine ideale Kontur zur Einbettung zwischen den beiden konzentrischen Mitteln zur Partikelabscheidung gegeben ist.
Mit Vorteil sind die beiden Mittel zur Partikelabscheidung in radialer Richtung von dem zu filternden Kraftstoff durchströmt, so dass eine relativ große Filtrationsfläche zur Verfügung steht.
Mit Vorteil ist zudem das Mittel zur Wasserabscheidung in axialer Richtung von dem zu filternden Kraftstoff durchströmt, wodurch der zwischen den beiden Mitteln zur Partikelabscheidung geschaffene Raum als Strömungskanal wirksam wird.
Die beiden Mittel zur Partikelabscheidung sind aus hydrophobem Filtermaterial, welches im Kraftstoff befindliches Wasser von der Oberfläche des Abscheidemittels abperlen lässt.
Das Mittel zur Wasserabscheidung ist aus hydrophilem Filtermaterial, welches im Kraftstoff befindliches Wasser an der Oberfläche des Abscheidemittels aufnimmt.
Von Vorteil ist die Verwendung des Kraftstofffilters als Dieselkraftstofffilter, da Wasserbestandteile in Dieselkraftstoff häufig unerwünscht sind. Insbesondere kann die durch die verminderte Schmierfähigkeit des Dieselkraftstoffes bedingte Verschleißgefahr, der eine Einspritz- oder Hochdruckpumpe eines mit Dieselkraftstoff betriebenen Verbrennungsmotors ausgesetzt ist, reduziert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
1 eine Ausführungsform des Kraftstofffilters nach Anspruch 1 in einer Schnittdarstellung;
2 den Kraftstofffilter nach 1 in einer perspektivischen Darstellung.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In den 1 und 2 ist eine Ausführungsform des Kraftstofffilters 10 gezeigt, bei dem ein Mittel zur Partikelabscheidung 11, ein weiteres Mittel zur Partikelabscheidung 12 und ein Mittel zur Wasserabscheidung 13 in einem Gehäuse 14 eingefasst sind. Das Gehäuse 14 weist einen Zulauf 15 für in das Filtergehäuse 14 einzuleitenden, unreinen Kraftstoff und einen Rücklauf 16 für aus dem Filtergehäuse 14 auszuleitenden gereinigten Kraftstoff auf. Das Filtergehäuse 14 kann sowohl in Kunststoff als auch in Metall hergestellt werden. Gehäuseteile sind insbesondere mittels Laserschweißverfahren miteinander verbindbar.
Das eine Mittel zur Partikelabscheidung 11 ist als Ringfilterelement ausgeführt und liegt mit seiner äußeren Mantelfläche an der inneren Mantelfläche des Filtergehäuses 14 an. Das Filtergehäuse 14 dient hierbei als Stützelement für das Ringfilterelement, welches im Allgemeinen aus einem zickzackförmigen Filtermedium gebildet ist. Das Ringfilterelement 11 ist derart in das Filtergehäuse 14 eingefasst, dass der Bereich unterhalb des Zulaufes 15 als Bauraum freibieibt. Genau in diesem Bereich ist das Mittel zur Wasserabscheidung 13 in einem Stützkorb angeordnet, das gemäß 1 als ringförmiger Stirnkantenbalg ausgeführt ist. Der Stirnkantenbalg 13 ist aus einem geradlinigen und in seinem Längsprofil zickzackförmigen Filtermedium gebildet. Das noch flache Filtermedium wird hierzu mit Faltkanten versehen, welche rechtwinklig zu der Längsausrichtung des Filtermediums angeordnet sind. Im Anschluss daran erfolgt eine wechselweise Auslenkung des Filtermediums zur Erreichung des Zickzackprofils. Letztlich werden die Flanken des Filtermediums an diesen Stirnkanten beiderseits verklebt. Über die Klebstoffmenge wird der Grad des Faltenabstandes bestimmt. An der einen Stirnseite des Filtermediums wird daher weniger Klebstoff und an der gegenüberliegenden Stirnseite mehr Klebstoff aufgebracht. Beim Abbinden des Klebstoffes entsteht – ggf. unterstützt durch eine formgebende Vorrichtung – ein annähernd ringförmiges Filterelement. Das weitere Mittel zur Partikelabscheidung 12 ist konzentrisch zu dem Ringfilterelement 11 und im Anschluss an den Stirnkantenbalg 13 hin zum Zentrum des Filtergehäuses 14 vorgesehen. Das weitere Mittel zur Partikelabscheidung 12 ist ebenfalls als Ringfilterelement ausgebildet. Die beiden Ringfilterelemente 11; 12 trennen eine Rohseite von einer Reinseite dichtend ab. Das Zentrum des Filtergehäuses 14 ist schließlich mit einem Mittelrohr 17 ausgeführt. Das abschnittsweise durchbrochene Mittelrohr 17 stützt zum einen das innere Ringfilterelement 12 und dient zum anderen als Rücklaufkanal für den gefilterten Kraftstoff. Die vorgenannten Elemente und Mittel sind demnach konzentrisch zueinander angeordnet und bilden eine sich gegenseitig abstützende Baueinheit.
Unterhalb der Baueinheit befindet sich ein Freiraum 18, in dem ein Wassersammelelement 19 angeordnet ist. Das Wassersammelelement 19 weist einen Ringkanal 20 auf, der in einen Wasserablass 21 mündet. Der Wasserablass 21 ist an dem Gehäuseboden 22 platziert und ragt über das Filtergehäuse 14 hinaus, wobei je nach Anwendungsfall eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Entleerung vorgenommen werden kann. Zugleich dient die Oberseite des Wassersammelelementes 19 als Stützboden für die beiden Partikelfiltrationselemente 11; 12 und das Mittelrohr 17. Dabei fluchtet der Ringkanal 20 des Wassersammelelementes 19 mit einem durch die beabstandete Anordnung der beiden Partikelfilter 11; 12 gegebenen Strömungskanal 23 und damit letztlich zum einen auch mit der Wasseraustrittsfläche 24 des Stirnkantenbalges 13 und zum anderen mit einem oberhalb des Stirnkantenbalges 13 vorgesehenen Ringkanal 25 des Zulaufes 15.
Der Stirnkantenbalg 13 wird bei Kraftstoffförderung über den Zulauf 15 und den zugehörigen Ringkanal 25 mit Kraftstoff durchströmt; dabei werden in der hydrophilen Filtermaterialschicht Wasseranteile aus dem Kraftstoff durch Adhäsion zu größeren Wassertropfen transformiert. Man spricht auch von der so genannten koaleszierenden Wirkung. Der Wasser-/Kraftstoffkanal 23 zwischen den beiden konzentrischen Ringfilterelementen 11; 12 und unterhalb des Auslassbereiches 24 des Stirnkantenbalges 13 führt durch die hydrophobe Oberflächeneigenschaft der Ringfilterelemente 11; 12 das abgeschiedene Wasser bis hin zu dem Ringkanal 20 des Wassersammelelementes 19. Die Wasserführung wird ggf. unterstützt durch die Schwerkraft. Weiterhin erlaubt die Beschaffenheit der Oberflächen der beiden Ringfilterelemente 11; 12 eine Kraftstoffdurchströmung derselben unter Filtration von unerwünschten Partikeln. Das äußere Ringfilterelement 11 wird somit radial von seiner kleinen Mantelfläche hin zu seiner großen Mantelfläche durchströmt. Das innere Ringfilterelement 12 wird hingegen radial von seiner großen Mantelfläche hin zu seiner kleinen Mantelfläche durchströmt. Kraftstoff kann demzufolge sowohl über den Freiraum 18 im Gehäuseboden 22 und über das Mittelrohr 17 als auch direkt über das Mittelrohr 17 hin zum Rücklauf 16 gefördert werden.

Claims

Kraftstofffilter (1) mit einem Mittel zur Wasserabscheidung (13) und mit einem Mittel zur Partikelabscheidung (11), wobei die beiden Mittel (11; 13) derart angeordnet sind, dass ein zu filternder Kraftstoff das Mittel zur Wasserabscheidung (13) vordem Mittel zur Partikelabscheidung (11) durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Mittel zur Partikelabscheidung (12) gegeben und zu dem Mittel zur Partikelabscheidung (11) beabstandet ist, wobei zwischen den beiden Mitteln zur Partikelabscheidung (11; 12) das Mittel zur Wasserabscheidung (13) angeordnet ist.
Kraftstofffilter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Mittels zur Wasserabscheidung (13) geringer ist, als die Höhe der beiden Mittel zur Partikelabscheidung (11; 12).
Kraftstofffilter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Mittel zur Partikelabscheidung (11; 12) jeweils als hohlzylindrische, zueinander konzentrisch angeordnete Filterelemente ausgebildet sind.
Kraftstofffilter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Wasserabscheidung (13) als hohlzylindrisches, insbesondere als aus einem geradlinigen Filterelement zu einem Ring geformtes, Filterelement ausgebildet ist.
Kraftstofffilter (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Mittel zur Partikelabscheidung (11; 12) in radialer Richtung von dem zu filternden Kraftstoff durchströmt sind.
Kraftstofffilter (1) nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Wasserabscheidung (13) in axialer Richtung von dem zu filternden Kraftstoff durchströmt ist.
Kraftstofffilter (1) nach Anspruch 1 bis 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Mittel zur Partikelabscheidung (11; 12) aus hydrophobem Material sind.
Kraftstofffilter (1) nach Anspruch 1, 2, 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Wasserabscheidung (13) aus hydrophilem Filtermaterial ist.
Kraftstofffilter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Verwendung als Dieselkraftstofffilter.
Kraftstofffilter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein alle Filtermittel umgebendes Gehäuse (14).