DE102011112513A1 - Filter for use in motor vehicle for filtering diesel fuel, has end disk sealingly connected with filtering medium, where water collection chamber is integrated into end disk for collecting clean-side water that is separated from fuel - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft einen Kraftstofffilter zur Filterung von Kraftstoff, insbesondere von Dieselkraftstoff, umfassend: ein Filtermedium, insbesondere einen ringförmigen Faltenbalg, eine mit dem Filtermedium verbundene Endscheibe, sowie einen Wassersammelraum zum Sammeln von reinseitig aus dem Kraftstoff abgeschiedenem Wasser.The invention relates to a fuel filter for filtering fuel, in particular diesel fuel, comprising: a filter medium, in particular an annular bellows, an end plate connected to the filter medium, and a water collecting space for collecting water separated from the fuel on the clean side.
Stand der TechnikState of the art
Aus der
Um den Abflussbereich bzw. einen Wassersammelraum in einem Bodenbereich des Filtergehäuses zu bilden, ist in der
Dies führt jedoch zu erhöhtem Fertigungsaufwand, da bei der Auslegung des Dichtungselementes die Rauhigkeit der Gehäuseinnenwand in Betracht gezogen werden muss. Dies führt in der Regel dazu, dass das Dichtungselement gepresst eingebaut werden muss.However, this leads to increased manufacturing costs, since in the design of the sealing element, the roughness of the housing inner wall must be considered. This usually leads to the fact that the sealing element must be installed pressed.
Ebenfalls muss bei der Wahl des Dichtungselementes die geringe Rundheitsgenauigkeit des Gehäuses bzw. des Gehäusetopfs berücksichtigt werden. Um Toleranzen auszugleichen, werden in der Regel ”dicke” und damit kostenintensive Dichtungselemente gewählt.Also, in the choice of the sealing element, the low roundness accuracy of the housing or the housing pot must be taken into account. To compensate for tolerances, "thick" and thus costly sealing elements are usually selected.
Zudem muss das Dichtungselement entweder als separates Bauteil bereitgestellt werden, welches zusätzliche Lager- und Herstellungskosten bedingt, oder als ein Abschnitt einer Zweikomponenten-Endscheibe hergestellt werden, was ebenso eine Kostensteigerung bedingt.In addition, the sealing element must be provided either as a separate component, which causes additional storage and manufacturing costs, or produced as a portion of a two-component end plate, which also causes an increase in cost.
Der vorbekannte Kraftstofffilter weist somit eine aufwändige und kostenintensive Konstruktion auf.The previously known fuel filter thus has a complex and expensive construction.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen konstruktiv einfachen und kostengünstigen Kraftstofffilter bereitzustellen.The invention has for its object to provide a structurally simple and inexpensive fuel filter.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird durch einen Kraftstofffilter der eingangs genannten Art gelöst, bei dem der Wassersammelraum in die Endscheibe integriert ist. Durch die Integration des Wassersammelraums in die Endscheibe kann der Kraftstofffilter bzw. die Endscheibe am Boden des Gehäuses bzw. Gehäusetopfs angeordnet werden. Somit kann auf das Vorsehen einer Stufe an der Innenwand des Gehäusetopfs sowie auf ein dort angebrachtes Dichtungselement verzichtet werden, wodurch sich eine einfache Montage ergibt. Insbesondere kann auf diese Weise ggf. vollständig auf das Vorsehen einer axialen oder radialen Abdichtung zum Gehäusetopf verzichtet werden und es kann eine einstückig ausgebildete Endscheibe verwendet werden.This object is achieved by a fuel filter of the type mentioned, in which the water collection chamber is integrated into the end plate. By integrating the water collecting space in the end plate of the fuel filter or the end plate can be arranged at the bottom of the housing or housing pot. Thus, it can be dispensed with the provision of a step on the inner wall of the housing pot as well as on a sealing element mounted there, resulting in a simple assembly. In particular, in this way, if necessary, completely dispensing with the provision of an axial or radial seal to the housing pot and it can be used an integrally formed end plate.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheibe an einer Kontaktfläche dichtend mit dem Filtermedium verbunden ist, und dass sich die Endscheibe zur Bildung des Wassersammelraums von der Kontaktfläche in eine dem Filtermedium abgewandte Richtung erstreckt. Das Filtermedium kann beispielsweise mit der Endscheibe verklebt oder in die Endscheibe eingebettet sein. Die Einbauposition des Filterelements wird hierbei derart gewählt, dass die Endscheibe mit dem Wassersammelraum an der Unterseite des Filtermediums angeordnet ist. Somit wird gewährleistet, dass das durch das Filtermedium abgesonderte Wasser unter Schwerkraftwirkung in den Wassersammelraum fließt. Am gegenüber liegenden, oberen Ende weist das Filtermedium typischerweise eine weitere, konventionelle Endscheibe auf, wobei das Filtermedium zusammen mit den Endscheiben ein (Wechsel-)Filterelement bilden.A preferred embodiment is characterized in that the end disk is sealingly connected to the filter medium at a contact surface, and that the end disk extends from the contact surface in a direction facing away from the filter medium to form the water collecting space. The filter medium may for example be glued to the end plate or embedded in the end plate. The installation position of the filter element is in this case selected such that the end plate is arranged with the water collecting space at the bottom of the filter medium. This ensures that the separated by the filter medium water flows under gravity into the water collection chamber. At the opposite upper end, the filter medium typically has a further, conventional end disk, the filter medium together with the end disks forming a (replaceable) filter element.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Endscheibe eine von der Kontaktfläche beabstandete, insbesondere plane Grundfläche auf. Die Grundfläche bildet den Boden des Wassersammelraums und ist an einer dem Filtermedium abgewandten Seite der Endscheibe angeordnet. Die Geometrie der Grundfläche ist hierbei an die Geometrie des Bodenbereichs des Gehäusetopfs angepasst, in welche das Filterelement eingebracht wird. Ist der Boden des Gehäusetopfs z. B. plan ausgebildet, ist auch die Grundfläche in der Regel eine Planfläche.In a particularly preferred embodiment, the end plate on a spaced from the contact surface, in particular flat base surface. The base surface forms the bottom of the water collection chamber and is arranged on a side facing away from the filter medium side of the end plate. The geometry of the base is in this case adapted to the geometry of the bottom portion of the housing pot, in which the filter element is introduced. If the bottom of the housing pot z. B. plan formed, the base is usually a plane surface.
Eine Weiterbildung der eben beschriebenen Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheibe zwischen der Grundfläche und der Kontaktfläche eine umlaufende Wand zur radialen Begrenzung des Wassersammelraums aufweist. Die radial umlaufende Wand weist bevorzugt einen zylindrischen Verlauf auf. Es sind jedoch auch andere geometrische Ausgestaltungen, wie beispielsweise ein konischer Verlauf der umlaufenden Wand denkbar. Die Grundfläche und die umlaufende Wand umschließen den Wassersammelraum, der zum Filtermedium hin eine Öffnung aufweist, durch die das abgeschiedene Wasser in den Wassersammelraum eintreten kann.A development of the embodiment just described is characterized in that the end plate between the base and the contact surface has a circumferential wall for radially limiting the water collecting space. The radially encircling wall preferably has a cylindrical course. However, there are also other geometric configurations, such as a conical shape of the circumferential wall conceivable. The base and the peripheral wall surround the water collection chamber, which has an opening towards the filter medium, through which the separated water can enter the water collection chamber.
Ebenfalls bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Endscheibe einen zum Wassersammelraum hin geneigten Abschnitt aufweist. Der geneigte Abschnitt verbessert das Ablaufen des abgeschiedenen Wassers in Richtung des Wassersammelraums.Also preferred is an embodiment in which the end plate has a section inclined towards the water collecting space. The inclined portion improves the drainage of the separated water in the direction of the water collecting space.
Einer Weiterbildung der eben beschriebenen Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der zum Wassersammelraum hin geneigte Abschnitt die Kontaktfläche umfasst. Ist die Kontaktfläche zwischen Endscheibe und Filtermedium zum Wassersammelraum hin geneigt, muss das Filtermedium bzw. Filtermaterial typischerweise schräg abgeschnitten werden. Abgeschiedenes Wasser kann durch die geneigte Kontaktfläche besonders einfach aus dem Filtermedium in Richtung des Wassersammelraums abfließen.A further development of the embodiment just described is characterized in that the section inclined towards the water collecting space comprises the contact surface. If the contact surface between end disk and filter medium is inclined towards the water collecting space, the filter medium or filter material must typically be cut off at an angle. Separated water can flow through the inclined contact surface very easy from the filter medium in the direction of the water collection chamber.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Endscheibe einteilig ausgeführt ist. Die Endscheibe ist bevorzugt aus Kunststoff, beispielsweise aus glasfaserverstärktem Polyamid, z. B. Polyamid 6 (PA6GF) hergestellt. Zusätzlich benötigte Abdichtungen und Schnittstellen zu anderen Bauteilen werden durch die einteilige Ausführung vermieden.Particularly preferred is an embodiment in which the end plate is made in one piece. The end plate is preferably made of plastic, such as glass fiber reinforced polyamide, z. As polyamide 6 (PA6GF). Additionally required seals and interfaces to other components are avoided by the one-piece design.
Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der in der Endscheibe eine Öffnung zum Austritt von gereinigtem Kraftstoff gebildet ist. Durch eine solche Austrittsöffnung kann der gereinigte Kraftstoff zur Unterseite des Gehäusetopfs hin abfließen. Es versteht sich, dass Kraftstoffeintritt in die Austrittsöffnung von der Grundfläche der Endscheibe ausreichend weit beabstandet sein muss, um zu verhindern, dass zusätzlich zum gereinigten Kraftstoff auch abgeschiedenes Wasser durch die Öffnung abläuft.An embodiment is preferred in which an opening for the discharge of cleaned fuel is formed in the end disk. By such an outlet, the purified fuel can flow to the bottom of the housing pot out. It will be appreciated that fuel entry into the exit aperture must be spaced sufficiently far from the base of the endplate to prevent segregated water from draining through the aperture in addition to the cleaned fuel.
Alternativ oder ergänzend zu einer Kraftstoff-Austrittsöffnung ist die den Wassersammelraum umschließenden Endscheibe mit einer Wasserauslassöffnung versehen, durch welche abgeschiedenes Wasser aus dem Wassersammelraum abgelassen werden kann. Vorzugsweise ist die Wasserauslassöffnung an einem Teil der Endscheibe vorgesehenen, welcher den Boden des Wassersammelraums bildet. im Speziellen ist die Wasserauslassöffnung an der Grundfläche der Endscheibe vorgesehen. Die Wasserauslassöffnung ist z. B. mit einem Wasserablassventil versehen, welches manuell oder automatisch betätigt werden kann. Des Weiteren kann zusätzlich oder alternativ eine Wassersensor-Durchtrittsöffnung an der Endscheibe vorgesehen sein, durch welche Anschlussmittel für einen Wassersensor, der gegebenenfalls im Wassersammelraum angeordnet ist, geführt sind. Die Wassersensor-Durchtrittsöffnung kann zusätzlich zur Kraftstoff-Austrittsöffnung und/oder zur Wasserauslassöffnung vorgesehen werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Wassersensor-Durchtrittsöffnung von der Wasserauslassöffnung gebildet, d. h. der Wasserauslass und der Anschluss eines Wassersensors erfolgen mittels eines gemeinsamen Durchbruchs an der Endscheibe.Alternatively or in addition to a fuel outlet opening, the end plate enclosing the water collecting space is provided with a water outlet opening, through which separated water can be discharged from the water collecting space. Preferably, the water outlet opening is provided on a part of the end disk, which forms the bottom of the water collecting space. Specifically, the water outlet opening is provided at the base of the end plate. The water outlet is z. B. provided with a water drain valve, which can be operated manually or automatically. Furthermore, additionally or alternatively, a water sensor passage opening can be provided on the end disk, through which connection means for a water sensor, which is optionally arranged in the water collecting space, are guided. The water sensor passage opening may be provided in addition to the fuel outlet opening and / or the water outlet opening. In a preferred embodiment, the water sensor passage opening is formed by the water outlet opening, i. H. the water outlet and the connection of a water sensor are made by means of a common breakthrough at the end plate.
Bei einer Weiterbildung der eben beschriebenen Ausführungsform ist in die Öffnung ein Austrittsrohr zum Austritt des gereinigten Kraftstoffs eingebracht. In diesem Fall kann die Austrittsöffnung an der Endscheibe auch im Bereich der Grundfläche bzw. im Bereich des Wassersammelraums gebildet sein, da der Austritt des gereinigten Kraftstoffs über das Austrittsrohr erfolgt und somit die Funktion des Wassersammelraums aufrecht erhalten werden kann, während der gereinigte Kraftstoff zur Unterseite des Gehäusetopfs hin abfließen kann. Beispielsweise kann das Austrittsrohr zentrisch in dem Wassersammelraum angeordnet sein, der von der planen Grundfläche und von der umlaufenden Wand umschlossen wird, wobei das Austrittsrohr nach oben über den Wassersammelraum übersteht. Zur Abdichtung zwischen dem Austrittsrohr und der Endscheibe kann eine Dichtung vorgesehen sein, die einen Austritt von Wasser aus dem Sammelraum verhindert.In a further development of the embodiment just described, an outlet pipe for discharging the cleaned fuel is introduced into the opening. In this case, the outlet opening at the end disk can also be formed in the area of the base area or in the region of the water collecting space, since the outlet of the purified fuel is carried out via the outlet pipe and thus the function of the water collecting space can be maintained, while the cleaned fuel to the bottom of the housing pot can flow out. For example, the outlet pipe can be arranged centrally in the water collecting space, which is enclosed by the flat base surface and by the peripheral wall, wherein the outlet pipe projects upwards over the water collecting space. For sealing between the outlet tube and the end plate, a seal may be provided which prevents leakage of water from the collecting space.
In einer Ausführungsform weist das Filtermedium sowohl eine Filtrationswirkung für Partikel als auch eine Koaleszenzwirkung auf, d. h. kleine Wassertöpfchen werden beim Durchtritt durch das Filtermedium zu größeren Wassertröpfchen verbunden.In one embodiment, the filter medium has both a filtration effect for particles and a coalescing effect, i. H. small water droplets are connected as they pass through the filter medium to larger water droplets.
In einer Ausführungsform ist das Filtermedium einlagig ausgebildet.In one embodiment, the filter medium is formed in one layer.
In einer anderen Ausführungsform ist das Filtermedium mehrlagig ausgebildet, wobei mindestens eine Filtrationslage und mindestens eine Koaleszenzlage vorgesehen sind.In another embodiment, the filter medium is formed in multiple layers, wherein at least one filtration layer and at least one coalescing layer are provided.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist gekennzeichnet durch einen Filtertopf, in den das mit der Endscheibe verbundene Filtermedium eingebracht ist. Das Filterelement mit der Endscheibe und dem Filtermedium wird bei der Montage in den Filtertopf eingeschoben, bis die Endscheibe am Boden des Filtertopfs anliegt. Es versteht sich, dass nach dem Einschieben des Filterelements ein Gehäusedeckel auf den Filtertopf aufgeschraubt werden kann.A preferred embodiment is characterized by a filter pot into which the filter medium connected to the end disk is introduced. The filter element with the end plate and the filter medium is inserted during assembly into the filter pot until the end plate rests against the bottom of the filter cup. It is understood that after the Inserting the filter element, a housing cover can be screwed onto the filter pot.
Bei einer Weiterbildung der eben beschriebenen Ausführungsform ist die Endscheibe an einer einem Kraftstoffaustritt abgewandten Seite des Filtertopfs angeordnet. Die Endscheibe liegt in bevorzugter Einbauposition mit ihrer Grundfläche an der unteren Gehäusewand (Boden) des Filtergehäuses an. Während das abgeschiedene Wasser in der bevorzugten Einbauposition in den Wassersammelraum nach unten fließt, strömt der gereinigte Kraftstoff in Richtung nach oben hin zu einem Abfluss, z. B. zu einer Austrittsöffnung, die in einer oberen Endscheibe des Filterelements bzw. einem Gehäusedeckel gebildet ist.In a further development of the embodiment just described, the end plate is arranged on a side facing away from a fuel outlet side of the filter cup. The end plate is in a preferred installation position with its base on the lower housing wall (bottom) of the filter housing. While the separated water in the preferred installed position flows down into the water collecting space, the purified fuel flows upward toward a drain, e.g. B. to an outlet opening formed in an upper end plate of the filter element or a housing cover.
Eine Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine bevorzugt zentrisch an dem Filtertopf angebrachte Austrittsöffnung zum Austritt von gereinigtem Kraftstoff vorgesehen ist. Bei rotationssymmetrisch ausgelegtem Wassersammelraum kann die Austrittsöffnung z. B. zentrisch in dem Wassersammelraum angeordnet sein. Typischerweise ist die Austrittsöffnung an der Unterseite des Filtertopfes vorgesehen, so dass das oben beschriebene Austrittsrohr in die Austrittsöffnung des Filtertopfes münden kann. Die Öffnung in der Endscheibe und die Austrittsöffnung an dem Filtertopf bzw. das Austrittsrohr sind in diesem Fall konzentrisch und im Wesentlichen deckungsgleich ausgeführt. Es versteht sich, dass die Austrittsöffnung alternativ auch an einer Erhebung am Boden des Filtertopfes ausgebildet sein kann, die bei eingesetztem Filterelement über den Bereich des Wassersammelraums übersteht.A further development is characterized in that a preferably centrally disposed on the filter pot outlet opening is provided for the discharge of purified fuel. In rotationally symmetrical designed water collection space, the outlet opening z. B. be arranged centrally in the water collection room. Typically, the outlet opening is provided on the underside of the filter cup, so that the outlet tube described above can open into the outlet opening of the filter cup. The opening in the end plate and the outlet opening on the filter cup or the outlet tube are designed in this case concentric and substantially congruent. It is understood that the outlet opening can alternatively also be formed on a survey at the bottom of the filter pot, which projects beyond the region of the water collecting space when the filter element is inserted.
Besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung, bei der die Geometrie der Endscheibe so an die Geometrie des Filtertopfs angepasst ist, dass sich die Endscheibe in radialer Richtung bis zu einer umlaufenden Wand des Filtertopfs erstreckt. Bei der Konstruktion der Endscheibe werden die Rundheitstoleranzen des Filtertopfs berücksichtigt, sodass ein leichtgängiger Einbau der Endscheibe in den Filtertopf gewährleistet ist. Die radialen Abmessungen der Endscheibe sind derart zu wählen, dass radiale Bewegungen der Endscheibe bzw. des Filterelements in dem Filtertopf, die zu ”Klappergeräuschen” führen können, nach Möglichkeit ausgeschlossen sind.Particularly preferred is a development in which the geometry of the end plate is adapted to the geometry of the filter cup, that the end plate extends in the radial direction up to a peripheral wall of the filter cup. When designing the end plate, the roundness tolerances of the filter bowl are taken into account so that a smooth installation of the end plate into the filter bowl is ensured. The radial dimensions of the end plate are to be chosen such that radial movements of the end plate or the filter element in the filter cup, which can lead to "rattling noises" are excluded if possible.
Durch die oben beschriebene Ausführung der Endscheibe kann die umlaufende Wand des Filtertopfs konstruktiv einfach gestaltet werden, da der für die Lagerung des Dichtungselementes zwischen Filterelement und Filtertopf benötigte Absatz nicht mehr erforderlich ist. Es versteht sich, dass typischerweise die Endscheibe einen Abschnitt aufweist, der nach außen über die radiale Erstreckung des Filtermediums übersteht, damit zwischen dem Filtermedium und der umlaufenden Innenwand des Gehäusetopfs ein Ringspalt zur Zuführung des rohseitigen Kraftstoffs gebildet werden kann.Due to the above-described embodiment of the end plate, the peripheral wall of the filter cup can be designed structurally simple, since the required for the storage of the sealing element between the filter element and filter cup paragraph is no longer required. It will be understood that typically the end plate has a portion which projects outwardly beyond the radial extent of the filter medium, so that an annular gap for supplying the untreated fuel can be formed between the filter medium and the circumferential inner wall of the housing pot.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawing, which show details essential to the invention, and from the claims. The individual features can be realized individually for themselves or for several in any combination in a variant of the invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen:Embodiments are illustrated in the schematic drawing and will be explained in the following description. Show it:
Bei den unterschiedlichen Ausführungsformen sind identische Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the different embodiments, identical components are provided with the same reference numerals.
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
Das Filterelement, d. h. die Endscheibe
Die Endscheibe
Die Endscheibe
Konzentrisch zur inneren umlaufenden Wand
Die Endscheibe
Der Kraftstofffilter
Im Bereich des Wassersammelraums
Zusätzlich oder alternativ zur Öffnung
Im Folgenden soll die Durchströmung des Kraftstofffilters
Um dies zu begünstigen, ist an der Endscheibe
Die plane Grundfläche
Die Endscheibe
Ist die Endscheibe
Vorteilhaft an den Ausführungsformen gemäß den
In
An der Kontaktfläche
Die Grundfläche
In den
Ein jeweiliger Faltenbalg
Die Endscheibe
Es versteht sich, dass der Filtertopf
Im Übrigen versteht sich, dass sämtliche vorstehend beschriebenen Ausführungsbespiele von Endscheiben
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
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