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Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung für eine Kraftstofffördereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 2 sowie eine Kraftstofffördereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
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Derartige Filtereinrichtungen für eine Kraftstofffördereinrichtung zum Fördern von Kraftstoff einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens sind beispielsweise aus der
EP 0 400 223 B1 und der
US 7,721,717 B2 bekannt. Die Filtereinrichtung umfasst dabei wenigstens ein Filterelement zum Filtern des Kraftstoffs und wenigstens ein Heizelement zum Beheizen des Filterelements.
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Es hat sich gezeigt, dass aus dem Kraftstoff, insbesondere aus Diesel, Parafine ausfallen und sich absetzen können. Dies kann zur Verstopfung des Filterelements führen, falls keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind. Eine solche Gegenmaßnahme stellt das Heizelement dar, mittels welchem die Parafine wieder verflüssigt werden können. Dadurch kann das Verstopfen des Filterelements vermieden und die Funktion der Kraftstofffördereinrichtung aufrecht erhalten werden.
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Ferner ist der
DE 10 2004 061 874 A1 eine Kraftstofffördereinrichtung zum Fördern von Kraftstoff einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens als bekannt zu entnehmen. Die Kraftstofffördereinrichtung umfasst eine Pumpe zum Fördern des Kraftstoffs, eine Filtereinrichtung mit wenigstens einem Filterelement zum Filtern des Kraftstoffs und wenigstens ein Heizelement zum Beheizen des Filterelements.
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Es hat sich gezeigt, dass die Montage sowie die Demontage des Heizelements bei den bekannten Filtereinrichtungen und Kraftstofffördereinrichtungen aufwändig und somit zeit- und kostenintensiv ist.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Filtereinrichtung sowie eine Kraftstofffördereinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders einfache Montage und Demontage des Heizelements realisiert ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Filtereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Filtereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 sowie durch eine Kraftstofffördereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Filtereinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei welcher das Heizelement besonders vorteilhaft montierbar und demontierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Heizelement bezogen auf eine Einbaulage der Filtereinrichtung im Kraftwagen unterhalb des Filterelements angeordnet ist. Ferner ermöglicht diese Anordnung des Heizelements eine besonders vorteilhafte Erwärmung des Filterelements und somit eine sehr gute Verflüssigung beispielsweise von Parafinen aus dem Kraftstoff, da vom Heizelement abgegebene Wärme bzw. erwärmter Kraftstoff besonders schnell bezogen auf die Einbaulage aufsteigen und das Filterelement zumindest mittelbar umströmen kann. Somit kann ein Verstopfen des Filterelements vermieden und die Funktion der Kraftstofffördereinrichtung aufrecht erhalten werden.
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Um eine Filtereinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 2 angegebenen Art zu schaffen, bei welcher das Heizelement auf besonders einfache und somit zeit- und kostengünstige Weise montierbar und demontierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Filterelement in wenigstens einer senkrecht zu wenigstens einer Durchströmrichtung des Kraftstoffs durch das Filterelement verlaufenden Richtung außenumfangsseitig in Umfangsrichtung des Filterelements zumindest teilweise von dem außerhalb des Filterelements angeordneten Heizelement umgeben ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Im Gegensatz zu Filtereinrichtungen, bei denen das Heizelement innerhalb des Filterelements angeordnet ist, d. h. in das Filterelement integriert ist, oder bei denen das Filterelement zumindest teilweise durch das Heizelement gebildet ist, kann bei der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung eine Montage und Demontage des Heizelements erfolgen, ohne auch das Filterelement austauschen zu müssen.
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Um eine Kraftstofffördereinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 7 angegebenen Art zu schaffen, bei welcher das Heizelement auf besonders einfache Weise demontiert und montiert werden kann, ist es beim dritten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass das Heizelement einen Aufnahmebereich für die Pumpe zum Fördern des Kraftstoffs außenumfangsseitig zumindest teilweise umgibt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der ersten beiden Aspekte der Erfindung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Das Heizelement kann dabei außerhalb oder auch innerhalb eines Gehäuseelements zum Aufnehmen der Pumpe angeordnet sein. Ferner ist es möglich, dass das Heizelement an dem Gehäuseelement gehalten ist. Gleichzeitig kann eine effiziente und effektive Beheizung des Filterelements erfolgen, so dass ein Verstopfen des Filterelements vermieden werden kann.
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Zur Realisierung eines besonders effizienten und bedarfsgerechten Erwärmens des Filterelements ist das Heizelement vorteilhafterweise als elektrisches Heizelement ausgebildet. Das Heizelement kann dabei zumindest teilweise als PTC-Element ausgebildet sein (PTC – Positive Temperature Coefficient – Kaltleiterelement).
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Fig. alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei dienen 1 und 2 zur Erläuterung des Hintergrunds der Erfindung.
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Die Zeichnungen zeigen in:
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1 eine schematische Perspektivansicht eines Filterelements mit einem Filtermaterial zum Filtern von Kraftstoff einer Verbrennungskraftmaschine, wobei ein Heizelement vorgesehen ist, welches in das Filtermaterial integriert ist;
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2 eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform des Filterelements gemäß 1;
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3 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht einer Kraftstofffördereinrichtung zum Fördern von Kraftstoff einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens, mit einem Filterelement zum Filtern des Kraftstoffs und mit wenigstens einem Heizelement zum Beheizen des Filterelements, wobei das Filterelement in wenigstens einer, senkrecht zu wenigstens einer Durchströmrichtung des Kraftstoffs durch das Filterelement verlaufenden Richtung außenumfangsseitig in Umfangsrichtung des Filterelements zumindest teilweise von dem außerhalb des Filterelements angeordneten Heizelement umgeben ist;
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4 eine schematische Perspektivansicht einer Anordnung der Kraftstofffördereinrichtung in einem korrespondierenden Topf eines Kraftstofftanks;
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5 eine weitere schematische Perspektivansicht der Anordnung mit einem Flanschelement der Kraftstofffördereinrichtung;
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6 eine schematische Perspektivansicht des Kraftstofftanks mit der Kraftstofffördereinrichtung;
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7 eine schematische Perspektivansicht des Filterelements;
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8 eine weitere schematische Perspektivansicht des Filterelements mit einem Heizelement;
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9 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform der Kraftstofffördereinrichtung;
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10 eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform des Heizelements;
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11 eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform des Heizelements;
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12 eine schematische Perspektivansicht des Filterelements, wobei bezogen auf eine Einbaulage der Filtereinrichtung im Kraftwagen unterhalb des Filterelements das Heizelement gemäß 10 angeordnet ist;
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13 eine schematische Perspektivansicht des Filterelements, wobei unterhalb des Filterelements das Heizelement gemäß 11 angeordnet ist;
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14 eine schematische Perspektivansicht des Filterelements mit einer Mehrzahl von Heizelementen zum Beheizen des Filterelements;
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15 eine schematische Perspektivansicht des Filterelements mit einer Mehrzahl von Heizelementen zum Beheizen des Filterelements;
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16 eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform des Heizelements; und
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17 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht der Kraftstofffördereinrichtung.
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1 zeigt ein Filterelement 10 für eine Kraftstofffördereinrichtung zum Fördern von Kraftstoff einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens. Bei dem Kraftstoff handelt es sich beispielsweise um Diesel, welcher mittels des Filterelements 10 gefiltert wird.
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Das Filterelement 10 umfasst ein in 1 nicht dargestelltes Filtermaterial zum Filtern des Kraftstoffs. Um nun ausgefallene und abgesetzte Parafine aus dem Kraftstoff wieder zu verflüssigen und um so ein Verstopfen des Filterelements 10 zu vermeiden und die Funktion der Kraftstofffördereinrichtung zu gewährleisten, ist wenigstens ein Heizelement 12 vorgesehen, welches in das Filtermaterial des Filterelements 10 integriert ist. Bei dem Filtermaterial handelt es sich beispielsweise um ein Filtergewebe, welches mittels des elektrischen Heizelements 12 beheizbar ist.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Filterelements 10 mit dem Filtermaterial in Form des Filtergewebes, in welches ein Heizelement 12 zum Beheizen des Filterelements 10 integriert ist.
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3 zeigt ausschnittsweise eine Kraftstofffördereinrichtung 14 zum Fördern von Kraftstoff einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens. Die Kraftstofffördereinrichtung 14 umfasst eine in 3 nicht erkennbare Pumpe, welche in einem Gehäuseelement 16 der Kraftstofffördereinrichtung 14 aufgenommen ist. Dazu begrenzt das Gehäuseelement 16 einen Aufnahmeraum zumindest teilweise. Die Kraftstofffördereinrichtung 14 umfasst auch ein Filterelement 10 zum Filtern des Kraftstoffs.
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Aus dem Kraftstoff können Parafine ausfallen und sich absetzen. Um nun diese Parafine wieder zu verflüssigen und ein Verstopfen des Filterelements 10, welches ein in 3 nicht erkennbares Filtermaterial, beispielsweise ein Filtergewebe, zum Filtern des Kraftstoffs umfasst, zu vermeiden, ist ein elektrisches Heizelement 12 vorgesehen. Das Filterelement 10 ist dabei in wenigstens einer, senkrecht zu wenigstens einer Durchströmrichtung des Kraftstoffs durch das Filtermaterial bzw. durch das Filterelement 10 verlaufenden Richtung außenumfangsseitig in Umfangsrichtung des Filtermaterials zumindest teilweise von dem außerhalb des Filtermaterials angeordneten Heizelement 12 umgeben. Vorliegend ist das Heizelement 12 außerhalb des Filterelements 10 angeordnet und umgibt dieses in Umfangsrichtung zumindest teilweise. Vorliegend ist das Heizelement 12 über ein korrespondierendes Befestigungsmittel 18 am Gehäuseelement 16 gehalten. Bei dem Befestigungsmittel 18 kann es sich um einen Befestigungsring handeln.
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4 zeigt eine Anordnung der Kraftstofffördereinrichtung 14 gemäß 3 in einem korrespondierenden Topf 20 eines in 6 dargestellten Kraftstofftanks 23 des Kraftwagens.
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Bei der Kraftstofffördereinrichtung 14 handelt es sich um eine Baueinheit, welche als Modulteil in den Topf 20 eingesetzt werden kann. Daher wird die Kraftstofffördereinrichtung 14 auch als Kraftstofffördermodul bezeichnet.
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In 5 ist ein Flanschelement 24 der Kraftstofffördereinrichtung 14 zu erkennen, welches mit dem Topf 20 zur Aufnahme des Gehäuseelements 16 verbunden ist.
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7 zeigt das Filterelement 10 mit dem in 7 nicht erkennbaren Filtermaterial des Filtergewebes. Das Filterelement 10 umfasst dabei ein Filtergehäuse 22, in dem das Filtermaterial aufgenommen ist. Um nun die Parafine wieder zu verflüssigen, ist das Filtergehäuse 22 – wie in Zusammenschau mit 8 erkennbar ist – in radialer Richtung außenumfangsseitig in Umfangsrichtung des Filtergehäuses 22 zumindest teilweise von dem Heizelement 12 umgeben, welches über ein korrespondierendes Befestigungsmittel 18 am Filtergehäuse 22 gehalten ist. Dabei ist das Heizelement 12 sowohl außerhalb des Filtermaterials als auch außerhalb des Filtergehäuses 22 angeordnet. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass das Heizelement 12 zwar außerhalb des Filtermaterials, jedoch innerhalb des Filtergehäuses 22 angeordnet ist.
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9 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform, bei welcher das das Filtergehäuse 22 außenumfangsseitig zumindest bereichsweise umgebende Heizelement 12 über das Befestigungsmittel 18 am Gehäuseelement 16 zum Aufnehmen der Pumpe gehalten ist.
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10 zeigt eine weitere Ausführungsform des Heizelements 12. Das Heizelement 12 umfasst einen Haltering 25, an welchem Heizdrähte 26 befestigt sind. Zum Beheizen des Filterelements 10 werden die Heizdrähte 26 mit Strom versorgt, welche sich daraufhin erwärmen.
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11 zeigt eine weitere Ausführungsform des Heizelements 12. Das Heizelement 12 umfasst hierbei in 11 nicht erkennbare PTC-Elemente (PTC – Positive Temperature Coefficient – Kaltleiter), welche in einen metallischen Werkstoff 28 eingebettet sind. Bei dem metallischen Werkstoff 28 handelt es sich vorzugsweise um einen metallischen Werkstoff mit einem sehr guten Wärmeleitungskoeffizienten wie Aluminium, welches beschichtet sein kann, Kupfer etc. Dabei sind die PTC-Elemente außenumfangsseitig zumindest überwiegend mit dem metallischen Werkstoff 28 umgeben. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die PTC-Elemente beispielsweise mit dem metallischen Werkstoff beschichtet sind.
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Wie in 16 erkennbar ist, umfasst das Heizelement 12 auch Metallplatten 30, 32, welche über Schrauben 34 miteinander verbunden sind und zwischen welchen die mit dem metallischen Werkstoff 28 ummantelten PTC-Elemente angeordnet sind. Die Metallplatten 30, 32 übernehmen dabei die Aufgabe von Kontaktplatten, über die die PTC-Elemente elektrisch kontaktiert werden. Hierzu sind die Metallplatten 30, 32 mit elektrischen Anschlüssen 36 gekoppelt.
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12 und 13 veranschaulichen jeweils eine weitere Möglichkeit, das Filterelement 10 mittels des elektrischen Heizelements 12 zu beheizen. Hierbei ist das elektrische Heizelement 12 bezogen auf eine Einbaulage der Kraftstofffördereinrichtung 14 und somit des Filterelements 10 im Kraftwagen unterhalb des Filterelements 10 angeordnet. Dadurch steigt der mittels des Heizelements 12 erwärmte Kraftstoff schnell nach oben und kann das Filterelement 10 umströmen und so besonders gut erwärmen.
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14 zeigt das Filterelement 10 mit dem in 14 nicht erkennbaren Filtermaterial, in welches ein erstes Heizelement 12' integriert ist. Ferner ist als weiteres Heizelement das Heizelement 12 gemäß 8 vorgesehen, wobei das Filterelement 10 zumindest im Wesentlichen eine kreiszylindrische Form aufweist und in radialer Richtung außenumfangsseitig in Umfangsrichtung des Filterelements 10 zumindest teilweise von dem außerhalb des Filterelements 10 und insbesondere außerhalb des Filtergehäuses 22 angeordneten Heizelement 12 umgeben ist.
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15 zeigt das Filterelement 10 mit den Heizelementen 12, 12' gemäß 14, wobei als drittes Heizelement 12'' das Heizelement 12 gemäß 10 vorgesehen ist.
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17 zeigt eine weitere Ausführungsform der Kraftstofffördereinrichtung 14, wobei die Durchströmrichtung des Kraftstoffs mit einem Richtungspfeil 38 angedeutet ist. In 17 ist sehr schematisch der Topf 20 dargestellt, in welchem die Kraftstofffördereinrichtung 14 angeordnet bzw. anzuordnen ist. In 17 ist auch die Pumpe erkennbar, welche mit 40 bezeichnet und in dem Gehäuseelement 16 angeordnet ist. Das Filterelement 10 ist dabei in Strömungsrichtung des Kraftstoffs zur Pumpe stromauf der Pumpe angeordnet, um somit etwaige, sich in dem Kraftstoff befindende Partikel von der Pumpe fernzuhalten. Als Heizelement 12 zum Beheizen des Filterelements 10 wird das Heizelement 12 gemäß 16 verwendet, welches die Metallplatten 30, 32 als Kontaktplatten, die mit dem metallischen Werkstoff 28 beschichteten PTC-Elemente und die elektrischen Anschlüsse 36 umfasst, über die die PTC-Elemente mit elektrischem Strom versorgt werden, um somit das Filterelement 10 zu beheizen.
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Wie 17 zu entnehmen ist, ist das Heizelement 12 bezogen auf die Einbaulage der Kraftstofffördereinrichtung 14, d. h. bezogen auf ihren im Topf 20 zumindest teilweise angeordneten Zustand, unterhalb des Filterelements 10 angeordnet, so dass das Filterelement 10 besonders effektiv und effizient erwärmt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0400223 B1 [0002]
- US 7721717 B2 [0002]
- DE 102004061874 A1 [0004]
