DE102008043197A1 - Filtereinrichtung mit einem Wassersensor - Google Patents

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Abstract

Eine Filtereinrichtung (10), insbesondere ein Flüssigkeitsfilter, mit einem Filterelement (18), welches in einem Filtergehäuse (12) angeordnet ist, mit einer Heizung zum Erwärmen von durch die Filtereinrichtung (10) strömendem Medium, und mit einem Wassersensor (28) zum Erkennen von im Filtergehäuse (12) gesammeltem Wasser, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung mit mindestens einer Heizbahn (26) gestaltet ist und der Wassersensor (28) in baulicher Einheit (24) mit der Heizbahn (26) ausgebildet ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung, insbesondere einen Flüssigkeitsfilter, wie etwa einen Harnstofffilter oder Kraftstofffilter, mit einem Filterelement, welches in einem Filtergehäuse angeordnet ist, mit einer Heizung zum Erwärmen von durch die Filtereinrichtung strömendem Medium, und mit einem Wassersensor zum Erkennen von im Filtergehäuse gesammeltem Wasser.
  • Um bei Filtereinrichtungen und insbesondere bei Flüssigkeitsfiltern in der Brennstoffversorgung von Kraftfahrzeugen unter verschiedensten Betriebsbedingungen für eine gleichmäßig gute Filtration zu sorgen, ist es bekannt an den Filtereinrichtungen jeweils eine Heizung vorzusehen. Mit der Heizung kann beispielsweise ein Gefrieren oder eine Flockenbildung des Filtrats, wie beispielsweise Diesel, bei einem Kaltstart eines zugehörigen Kraftfahrzeugs verhindert und für einen gleichmäßig hohen Durchsatz an Medium durch die Filtereinrichtung gesorgt werden. Auch bei Harnstofffiltern kann eine solche Heizung notwendig sein.
  • Ferner ist es bei derartigen Filtereinrichtungen bekannt, dass diese mit einem Wasserabscheider und einem zugehörigen Wassersensor ausgestaltet sind, mit dem der Füllstand von abgeschiedenem und im Filtergehäuse gesammeltem Wasser ermittelt werden kann.
  • Aufgabe und Lösung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Filtereinrichtung bereitzustellen, bei der auf kostengünstige Weise eine besonders kleine, kompakte Bauform der Filtereinrichtung erzielt ist.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Filtereinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung ist mit mindestens einer Heizbahn bzw. einem Heizdraht oder auch einer Heizwendel versehen, welche ferner in einer baulichen Einheit mit einem Wassersensor kombiniert ist. Die bauliche Einheit kann auf diese Weise sehr kompakt und derart klein gestaltet werden, so dass insgesamt eine Filtereinrichtung mit besonders kleinem Einbauraum geschaffen ist.
  • Ferner erlaubt die erfindungsgemäße Lösung eine besonders kostengünstige und betriebssichere Art der elektrischen Kontaktierung von Heizbahn und Wassersensor, weil diese als bauliche Einheit mit nur einer elektrischen Kontakteinrichtung versehen werden müssen. Die damit gebildete und kontaktierte bauliche Einheit kann also solche vormontiert und qualitätsgeprüft werden. Dies wirkt sich ebenfalls vorteilhaft auf die Herstellungskosten aus.
  • Bei einer ersten bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die mindestens eine Heizbahn von einem metallischen Stanzgitter gebildet. Das Stanzgitter kann kostengünstig ausgestanzt und in der erfindungsgemäß besonders bevorzugten Form für die Heizbahn (siehe unten) ausgeformt werden. Es kann besonders vorteilhaft weiterverarbeitet und, wie oben genannt, in die bauliche Einheit mit dem Wassersensor integriert werden.
  • Bei einer zweiten bevorzugten Weiterbildung ist das Filtergehäuse zylindrisch gestaltet und die mindestens eine Heizbahn im Mantelabschnitt einer ebenfalls zylindrischen Form angeordnet. Die derart mantelförmige bzw. hohlzylindrisch gestaltete Heizbahn umgibt das zur Filtereinrichtung gehörende Filterelement vorteilhaft an dessen Außenseite und damit in genau jenem Bereich, in dem Wärme vom Filterelement in die Umgebung abfließen will. Die Heizbahn bildet zugleich eine große Wärmeübergangsfläche bei gleichzeitig kleinem Bauraum aus.
  • Bei einer dritten bevorzugten Weiterbildung ist die mindestens eine Heizbahn in der Fläche des Mantelabschnitts schleifenförmig verteilt angeordnet. Die Schleifenform kann in einem Stanzverfahren prozesssicher hergestellt werden, bietet in der Fläche einen gleichmäßigen Wärmeeintrag und ermöglicht ausreichend Spielraum, um den genannten Wassersensor erfindungsgemäß zusätzlich in der baulichen Einheit zu integrieren.
  • Bei einer vierten bevorzugten Weiterbildung sind die mindestens eine Heizbahn und der Wassersensor in einem Bauelement ortsfest positioniert. Die ortsfeste Positionierung bildet eine sehr gute Grundlage für die weitere Prüfung, Verarbeitung und insbesondere auch die weitere Montage der baulichen Einheit in der zugehörigen Filtereinrichtung.
  • Bei einer fünften bevorzugten Weiterbildung ist das Bauelement insgesamt becherförmig gestaltet. Das derart becherförmige Bauelement kann platzsparend ein zugehöriges Filterelement umgeben. Es bietet insbesondere an seinem Bodenabschnitt die Möglichkeit der elektrischen Kontaktierung.
  • Bei einer sechsten bevorzugten Weiterbildung ist das Bauelement mittels Umspritzen der mindestens einen Heizbahn und des Wassersensors hergestellt. Das Umspritzen ist ein kostengünstiger und zugleich prozesssicherer Weg zum kostengünstigen Herstellen der baulichen Einheit. Indem beim Umspritzen ein hochwärmeleitender Kunststoff verwendet wird, kann erfindungsgemäß vorteilhaft zusätzlich ein besonders guter und schneller Wärmeübergang von dem Heizdraht an das umgebende Medium sichergestellt werden.
  • Bei einer siebten bevorzugten Weiterbildung ist der Wassersensor mit einem elektrischen Kontakt gestaltet, welcher aus dem Bauelement herausgeführt ist. Der elektrische Kontakt kann auf diese Weise zum Filtergehäuse und auch aus diesem heraus ausgebildet werden. Der elektrische Kontakt bildet vorteilhaft die Schnittstelle zu einem Verbindungselement, mit dem das Filterelement an die restliche Bordelektronik des zugehörigen Kraftfahrzeugs angeschlossen ist.
  • Bei einer achten bevorzugten Weiterbildung ist an dem elektrischen Kontakt ein von außen zugänglicher Steckverbinder angeordnet. Der Steckverbinder kann vorteilhaft an einem Deckel des Filtergehäuses ausgebildet sein, an den dann die erfindungsgemäße bauliche Einheit von Heizbahn und Wassersensor montiert wird. Der Deckel wird bevorzugt mit der Heizbahn und dem Wassersensor zusammen an das restliche Filtergehäuse angesetzt, wobei sich in diesem bereits das Filterelement befindet. Die in das restliche Filtergehäuse eingesetzte Heizbahn umgibt dann das Filterelement außen und der Wassersensor ragt von oben in das restliche Filtergehäuse hinein. Der Wassersensor erkennt in dieser Stellung den Wasserstand von jenem Wasser, welches im Betrieb der Filtereinrichtung an dem Filterelement abgeschieden wird und sich im unteren Bereich des Filtergehäuses sammelt.
  • Bei einer neunten bevorzugten Weiterbildung ist der Wassersensor dazu mit mindestens einem Sensorpin gestaltet, welcher aus dem Bauelement herausgeführt ist. Der Sensorpin ist besonders bevorzugt an der unteren Stirnseite einer im Übrigen hohlzylindrischen baulichen Einheit aus Heizbahn und Wassersensor herausgeführt, so dass er in dieser Lage nach unten in das zugehörige Filtergehäuse hineinragt. Besonders bevorzugt ist der Wassersensor mit zwei Sensorpins gestaltet, zwischen denen sich eine Änderung des elektrischen Widerstands ergibt, sobald sie in gesammeltes Wasser eintauchen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
  • 1 eine perspektivische Darstellung eines teilweisen Halbschnittes eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung,
  • 2 die Ansicht II-II gemäß 1 und
  • 3 eine perspektivische Ansicht der baulichen Einheit aus Heizbahn und Wassersensor des Ausführungsbeispiels gemäß 1.
  • Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In den Fig. ist eine Filtereinrichtung 10 veranschaulicht, welche ein Filtergehäuse 12 umfasst. Das Filtergehäuse 10 ist mit einem Gehäusetopf bzw. Gehäusebecher 14 und einem diesen oben verschließenden Gehäusedeckel 16 gebildet.
  • In dem Filtergehäuse 10 ist ein im Wesentlichen hohlzylindrisches Filterelement 18 angeordnet, welches sich unmittelbar unter dem Gehäusedeckel 16 befindet und von oben in den Gehäusebecher 14 hineinragt. Das Filterelement 18 ist derart mit einem am Gehäusedeckel 14 angeordneten Einlass 20 und einem sich ebenfalls dort befindenden Auslass 22 fluidleitend gekoppelt, dass es von einer Flüssigkeit, vorliegend Brennstoff eines (weiter nicht dargestellten) Kraftfahrzeugs, von außen nach radial innen durchströmt wird. Das Filterelement 18 ist dabei von der Mantelfläche bzw. Wandung des Gehäusebechers 14 radial etwas beabstandet angeordnet. In diesen derart gebildeten hohlzylindrischen Freiraum ragt von dem Gehäusedeckel 16 ausgehend eine bauliche Einheit 24 hinein, die aus einer Heizbahn 26, einem Wassersensor 28 sowie einem Bauelement 30 gebildet ist.
  • Das Bauelement 30 weist an einer Deckfläche ausgebildete Laschen bzw. Streifen auf, in denen die Heizbahn 26 schleifenförmig angeordnet ist. Dazu ist die Heizbahn 26 mit dem Material des Bauelements 30 umspritzt worden. In einer der Laschen bzw. Streifen ist neben der Heizbahn 26 ferner ein erster Sensorpin 32 und ein zweiter Sensorpin 34 des Wassersensors 28 angeordnet. Auf diese Weise sind die Heizbahn 26 und der Wassersensor 28 ortsfest gekoppelt. Gleichzeitig ist mit dem Material des Bauelements 30 eine elektrische Isolierung zwischen den Elementen Heizbahn 26 und Wassersensor 28 gebildet.
  • Der Sensorpin 32 und der Sensorpin 34 ragen nach unten aus dem Bauelement 30 heraus und tauchen dabei derart in im Filtergehäuse 12 gesammeltes Wasser, dass sich der elektrische Widerstand zwischen den Sensorpins 32 und 34 verändert und dies als ein Signal für den Wasserstand in der Filtereinrichtung erkannt werden kann.
  • An der Oberseite der baulichen Einheit 24 sind zwei elektrische Kontakte 36 und 38 aus dieser herausgeführt, welche mit einem Steckerverbinder 40 betrieblich gekoppelt sind. Der Steckverbinder 40 ist von der Außenseite des Gehäusedeckels 16 her angebracht und ist im vorliegenden Beispiel vorteilhaft einstückig mit dem Gehäusedeckel 16 ausgebildet worden. Der Steckerverbinder 40 weist insgesamt drei Steckerpins 42, 44 und 46 auf, welche zur elektrischen Kontaktierung der elektrischen Kontakte 36 und 38 des Wassersensors und zugleich auch zur elektrischen Kontaktierung der Heizbahn 26 dienen.

Claims (10)

  1. Filtereinrichtung (10), insbesondere Flüssigkeitsfilter, mit einem Filterelement (18), welches in einem Filtergehäuse (12) angeordnet ist, mit einer Heizung zum Erwärmen von durch die Filtereinrichtung (10) strömendem Medium, und mit einem Wassersensor (28) zum Erkennen von im Filtergehäuse (12) gesammeltem Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung mit mindestens einer Heizbahn (26) gestaltet ist und der Wassersensor (28) in baulicher Einheit (24) mit der Heizbahn (26) ausgebildet ist.
  2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Heizbahn (26) von einem metallischen Stanzgitter gebildet ist.
  3. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (12) zylindrisch gestaltet und die mindestens eine Heizbahn (26) im Mantelabschnitt einer ebenfalls zylindrischen Form angeordnet ist.
  4. Filtereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Heizbahn (26) in der Fläche des Mantelabschnitts schleifenförmig verteilt angeordnet ist.
  5. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Heizbahn (26) und der Wassersensor (28) in einem Bauelement (30) ortsfest positioniert sind.
  6. Filtereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (30) insgesamt becherförmig gestaltet ist.
  7. Filtereinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (30) mittels Umspritzen der mindestens einen Heizbahn (26) und des Wassersensors (28) hergestellt ist.
  8. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassersensor (28) mit einem elektrischen Kontakt (36, 38) gestaltet ist, welcher aus dem Bauelement (30) herausgeführt ist.
  9. Filtereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem elektrischen Kontakt (36, 38) ein von außen zugänglicher Steckverbinder (40) angeordnet ist.
  10. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassersensor (28) mit mindestens einem Sensorpin (32, 34) gestaltet ist, welcher aus dem Bauelement (30) herausgeführt ist.
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