DE102013009198A1

DE102013009198A1 - Filter für Fluid, Filterelement eines Filters und Filtergehäuse eines Filters

Info

Publication number: DE102013009198A1
Application number: DE102013009198.5A
Authority: DE
Inventors: Martin Klein
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2014-12-04
Anticipated expiration: 2033-06-04
Also published as: US20140353236A1; DE102013009198B4; CN104208942B; US9950287B2; CN104208942A

Abstract

Es werden ein Filter (10) für Fluid, insbesondere Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstofflösung oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, ein Filterelement (52) und ein Filtergehäuse (12) beschrieben. Der Filter (10) umfasst ein Filtergehäuse (12) und ein elementseitiges und ein gehäuseseitiges elektrisches Anschlusselement (44, 78). Das elementseitige und des gehäuseseitige Anschlusselement (44, 78) sind beim in das Filtergehäuse (12) eingebauten Filterelement (52) elektrisch miteinander verbunden. Eine Positionierungshilfseinrichtung (40) ist vorgesehen, mithilfe derer das elementseitige Anschlusselement (78) beim Einbau des Filterelements (52) in das Filtergehäuse (12) in eine definierte Anschlussposition relativ zu dem gehäuseseitigen Anschlusselement (44) geführt werden kann.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Filter für Fluid, insbesondere Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstofflösung oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Filtergehäuse und mit einem elementseitigen und einem gehäuseseitigen elektrischen Anschlusselement, wobei das elementseitige und das gehäuseseitige Anschlusselement beim in das Filtergehäuse eingebauten Filterelement elektrisch miteinander verbunden sind.
Ferner betrifft die Erfindung ein Filterelement eines Filters für Fluid, insbesondere Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstofflösung oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, das in einem öffenbaren Filtergehäuse austauschbar mittels einer Einbaubewegung wenigstens in axialer Richtung zu einer Montageachse koaxial zu dieser so angeordnet werden kann, dass es einen Einlass des Filtergehäuses für zu reinigendes Fluid von einem Auslass für gereinigtes Fluid dicht trennt, und das an einer Anschlussstirnseite wenigstens ein elementseitiges elektrisches Anschlusselement wenigstens eines elektrischen/elektronischen Funktionsbauteils aufweist.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Filtergehäuse eines Filters für Fluid, insbesondere Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstofflösung oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, das öffenbar ist und in dem ein Filterelement austauschbar mittels einer Einbaubewegung wenigstens in axialer Richtung zu einer Montageachse koaxial zu dieser so angeordnet werden kann, dass es einen Einlass des Filtergehäuses für zu reinigendes Fluid von einem Auslass für gereinigtes Fluid dicht trennt.
Stand der Technik
Aus DE 20 2007 010 602 U1 ist ein Kraftstofffilter eines Kraftfahrzeugs für Dieselkraftstoff bekannt. Der Kraftstofffilter umfasst ein Filtergehäuse, welches mit einem lösbaren Deckelteil verschlossen ist. Das Deckelteil ist mit einem Zulauf und mit einem Ablauf für den Kraftstoff versehen. Im Filtergehäuse ist ein austauschbares Filterelement gehalten, welches in vorgesehenen Wartungsintervallen nach dem Lösen des Deckelteils entnommen und gegen ein neues Filterelement ersetzt werden kann. Ein etwa rohrförmiges Heizelement zur Erwärmung des Kraftstoffs ist im Filterfunktionsraum auf der Rohseite mit Radialabstand zu Umfangswand des Filtergehäuses angeordnet. Das Heizelement ist fest und unlösbar mit dem Filterkörper verbunden, wozu es an der Endscheibe durch Verkleben, Einschäumen, Einspritzen oder dergleichen befestigt ist. Das Heizelement umfasst einen elektrischen Heizleiterdraht. Zwei Enden des Heizleiterdrahtes sind für eine elektrische Kontaktierung radial nach innen gebogen. Ein aus Kunststoff spritzgegossenes Gehäuse bildet zusammen mit Steckerstiften einen elektrischen Anschlussstecker.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filter, ein Filterelement und ein Filtergehäuse der eingangs genannten Art zu gestalten, bei dem ein Einbau des Filterelements in das Filtergehäuse, insbesondere eine Positionierung des Filterelements in der korrekte Einbaulage, vereinfacht werden kann. Ferner soll einfach eine elektrische Verbindung des elementseitigen elektrischen Anschlusselements mit gehäuseseitigen elektrischen Leitungen einfach realisierbar sein.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Positionierungshilfseinrichtung vorgesehen ist, mithilfe derer das elementseitige Anschlusselement beim Einbau des Filterelements in das Filtergehäuse in eine definierte Anschlussposition relativ zu dem gehäuseseitigen Anschlusselement geführt werden kann.
Erfindungsgemäß ist in dem Filtergehäuse eine Führungsrampe mit der Rampenfläche angeordnet. Beim Einstecken des Filterelements in das Filtergehäuse in axialer Richtung zur Filterachse mit der Anschlussstirnseite voran stößt das wenigstens eine elementseitige Anschlusselement und/oder ein anderer Abschnitt der Anschlussstirnseite gegen die Rampenfläche. Durch Drehen des Filterelements im Filtergehäuse um die Filterachse in einem Drehsinn, der dem schraubenartigen Verlauf der Rampenfläche entspricht, und gleichzeitiges Bewegen des Filterelements in axialer Richtung auf die Anschlussstirnseite des Filtergehäuses zu wird das Filterelement entlang der Rampenfläche geführt. Am Ende der Rampenfläche ist das wenigstens eine gehäuseseitige elektrische Anschlusselement angeordnet. Das wenigstens eine elementseitige Anschlusselement verbindet sich dann elektrisch mit dem wenigstens einen gehäuseseitigen Anschlusselement. Auf diese Weise kann einfach das Filterelement in der korrekten Einbaulage im Filtergehäuse positioniert werden. Dabei muss vorteilhafterweise beim Einbau nicht auf eine Orientierung des Filterelements bezüglich der Filterachse geachtet werden. Es kann also auch ein bezüglich der Filterachse drehbares Filterelement einfach im Filtergehäuse positioniert werden. So können die Genauigkeit der radialen und der axialen Positionierung verbessert werden. Außerdem kann mithilfe der Rampenfläche einfach das wenigstens eine elementseitige Anschlusselement mit dem wenigstens einen gehäuseseitigen Anschlusselement verbunden werden. Das Schließen der elektrischen Verbindung kann vorteilhafterweise im Wesentlichen automatisch durch die Dreh-/Steckbewegung des Filterelements erfolgen. Das wenigstens eine gehäuseseitige Anschlusselement kann auf diese Weise auch an einer Stelle im Filtergehäuse angeordnet sein, die beim Einbau des Filterelements nicht oder nur schwer zugänglich und/oder sichtbar ist.
Vorteilhafterweise kann das Filtergehäuse einen Filtertopf mit einer zur Filterachse koaxialen Einbauöffnung aufweisen. Die Einbauöffnung kann mit einem Filterdeckel lösbar verschlossen werden. Vorteilhafterweise kann der Filterdeckel mittels eines Schraubgewindes an seiner radial inneren Umfangsseite oder seiner radial äußeren Umfangsseite auf oder in ein entsprechendes Schraubgewinde an der radial äußeren Umfangsseite oder der radial inneren Umfangsseite des Filtertopfs geschraubt werden. Vorteilhafterweise kann der schraubenartige Verlauf der Rampenfläche dem Verlauf der Schraubgewinde des Filtertopfs und des Filterdeckels zumindest bezüglich des Drehsinns entsprechen. Vorteilhafterweise kann eine Steigung der Rampenfläche den Steigungen der Schraubgewinde des Filtertopfs und des Filterdeckels entsprechen. Vorteilhafterweise kann der Filterdeckel so ausgestaltet sein, dass er geeignet ist, um das Filterelement beim Drehen mitzunehmen und dieses so um die Filterachse zu drehen und axial zur Filterachse zu bewegen, dass es mittels der Rampenfläche in seine korrekte Einbaulage geführt werden kann.
Vorteilhafterweise kann das Filterelement ein als Filtermediumhohlkörper gestaltetes, wenigstens bezüglich der Filterachse umfangsmäßig geschlossenes Filtermedium aufweisen. Vorteilhafterweise kann der Filtermediumhohlkörper, vorzugsweises das gesamte Filterelement, bezüglich der Filterachse drehbar sein. Der Filtermediumhohlkörper kann etwa die Form eines Hohlzylinders haben. Der Filtermediumhohlkörper kann in axialer Richtung auch konisch zulaufen. Der Filtermediumhohlkörper kann einen runden, ovalen, eckigen oder andersartigen Querschnitt aufweisen. Vorteilhafterweise kann das Filterelement ein Rundfilterelement oder ein konisch-ovales Rundfilterelement sein. Bei dem Rundfilterelement kann der Filtermediumhohlkörper als runder Hohlzylinder realisiert sein. Das Filtermedium kann vorteilhafterweise sternförmig gefaltet und umfangsmäßig geschlossen sein. Durch die Sternfaltung kann eine hohe Packungsdichte erreicht werden. So kann ein Verhältnis der für die Filtration aktiven Oberfläche zu einem erforderlichen Bauraum verbessert werden. Statt sternförmig gefaltet kann das Filtermedium auch einen in Umfangsrichtung wellenförmigen Verlauf aufweisen. Das Filtermedium kann auch ungefaltet und umfangsmäßig geschlossen sein. Vorteilhafterweise kann der Filtermediumhohlkörper von radial außen nach radial innen von Fluid durchströmbar sein. Der Filtermediumhohlkörper kann auch von radial innen nach radial außen durchströmbar sein.
Vorteilhafterweise kann das Filterelement an der Anschlussstirnseite einen Endkörper, insbesondere eine Endscheibe, aufweisen. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine elementseitige Anschlusselement an dem Endkörper befestigt sein. Das wenigstens eine elementseitige Anschlusselement kann zusätzlich oder alternativ auch an einem andersartigen Teil des Filterelements, insbesondere an einem elektrischen Funktionsbauteil, insbesondere einer Heizung, befestigt sein. Der Endkörper kann vorteilhafterweise mit einer Stirnseite des Filtermediumhohlkörpers dicht verbunden sein. Der Endkörper kann vorteilhafterweise über eine zentrale, insbesondere zur Filterachse koaxiale, Öffnung verfügen, welche als Durchlass für Fluid und/oder als Positionierhilfe für das Filterelement im Filtergehäuse dienen kann.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann mithilfe der Positionierungshilfseinrichtung das elementseitige Anschlusselement beim Einbau des Filterelements in das Filtergehäuse zumindest in eine definierte Anschlussdrehposition um eine Montageachse des Filterelements und relativ zu dem gehäuseseitigen Anschlusselement geführt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Filterelement zum Einbau in das Filtergehäuse im Wesentlichen entlang einer Montageachse in zumindest einen Teil des Filtergehäuses einzuführen sein, welche im Wesentlichen der Filterelementlängsachse entspricht.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Positionierungshilfseinrichtung eine gehäuseseitige Rampe aufweisen, entlang derer ein elementseitiges Führungselement beim Einbau des Filterelements gleiten kann, um das elementseitige Anschlusselement in die definierte Anschlussposition relativ zu dem gehäuseseitigen Anschlusselement zu führen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das gehäuseseitige Anschlusselement an oder in einem der Anschlussstirnseite des Filterelements zugewandten Gehäuseboden des Filtergehäuses angeordnet sein. Erfindungsgemäß ist es unerheblich, wo sich der Gehäuseboden in der Betriebsposition des Filters räumlich befindet. Der Gehäuseboden kann sich in der Betriebsposition also auch räumlich oben oder an einer Seite befinden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann an dem Gehäuseboden eine dem Filterelement zugewandte Rampenfläche angeordnet sein, die einen zur Filterachse koaxialen schraubenartigen Verlauf haben kann und an oder in Umfangsrichtung betrachtet hinter deren einem Ende, an dem die Rampenfläche den kleinsten Abstand zu einer Mittelebene des Gehäusebodens aufweist, das wenigstens eine gehäuseseitige Anschlusselement angeordnet sein kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann an dem Gehäuseboden ein zur Montageachse koaxialer Positionierdom angeordnet sein, der mit einer entsprechenden koaxialen Positionieröffnung in oder an der Anschlussstirnseite des Filterelements zusammenwirken kann. Auf diese Weise kann die radiale Positionierung des Filterelements im Filtergehäuse verbessert werden. Der Positionierdom und die Positionieröffnung können das Filterelement beim Einbau in das Filtergehäuse bei der Axialbewegung und der Drehbewegung koaxial zur Montageachse führen. Auf diese Weise kann auch die Führung der Anschlussstirnseite des Filterelements, insbesondere des wenigstens einen elementseitigen elektrischen Anschlusselements, entlang der Rampenfläche verbessert werden. So kann insgesamt der Einbau des Filterelements in das Filtergehäuse vereinfacht werden. Außen kann so die Verbindung des elementseitigen elektrischen Anschlusselements mit dem wenigstens einen gehäuseseitigen elektrischen Anschlusselements vereinfacht werden. Vorteilhafterweise kann der Positionierdom zu seinem freien Ende hin konisch zulaufen. Auf diese Weise kann der Positionierdom einfacher in die Positionieröffnung eingeführt werden. Der Positionierdom und die Positionieröffnung können vorteilhafterweise einen runden Querschnitt haben, so kann eine Drehung des Filterelements auf dem Positionierdom gleichmäßiger ausgeführt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Positionierdom den Auslass für gereinigtes Fluid mit bilden und die Positionieröffnung kann eine Auslassöffnung in der Anschlussstirnseite des Filterelements bilden, welche mit einem Innenraum des Filterelements verbunden sein kann. Auf diese Weise kann auf eine zusätzliche Auslassöffnung in der Anschlussstirnseite des Filterelements verzichtet werden. Mithilfe des Positionierdoms kann so die Auslassöffnung einfach und präzise mit dem gehäuseseitigen Auslass verbunden werden. Ein zusätzlicher Arbeitsschritt ist hierfür nicht erforderlich.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können das wenigstens eine elementseitige Anschlusselement und das wenigstens eine gehäuseseitige Anschlusselement zur Realisierung der elektrischen Verbindung zusammengesteckt sein, wobei eine Steckrichtung axial zur Montageachse verlaufen kann. Auf diese Weise kann die elektrische Verbindung, sofern eine Drehbewegung zur Positionierung des Filterelements erforderlich ist, einfach mittels einer Axialbewegung des Filterelements in Richtung der Filterachse realisiert werden, sobald das wenigstens eine elementseitige Anschlusselement das entsprechende niedere Ende der Rampenfläche erreicht hat. Diese Axialbewegung kann bei der Verwendung einer Schraubverbindung zwischen Filterdeckel und Filtertopf einfach beim Weiterschrauben des Filterdeckels in Schließrichtung mit dem Filterdeckel bewirkt werden. So kann die elektrische Verbindung im Wesentlichen automatisch beim Zuschrauben des Filterdeckels geschlossen werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können das wenigstens eine elementseitige Anschlusselement und das wenigstens eine gehäuseseitige Anschlusselement als eine Stecker-Buchsen-Verbindung ausgestaltet sein, welche mittels einer Steckbewegung in Richtung der Filterachse verbunden werden kann. Auf diese Weise kann eine sichere und robuste elektrische Verbindung realisiert werden. Ferner kann so auch eine fluiddichte Verbindung realisiert werden.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine elementseitige Anschlusselement ein Anschlussgehäuse aufweisen, welches auf seiner der Anschlussstirnseite des Filterelements axial abgewandten Seite wenigstens eine Öffnung aufweisen kann oder das wenigstens eine gehäuseseitige Anschlusselement kann ein gehäuseseitiges Anschlussgehäuse aufweisen, welches auf seiner dem Gehäuseboden axial abgewandten Seite wenigstens eine Öffnung aufweisen kann, und das wenigstens eine elementseitige Anschlussgehäuse kann auf das wenigstens eine gehäuseseitige Anschlussgehäuse oder umgekehrt aufgesteckt sein. Das als Stecker ausgelegte Anschlussgehäuse kann vorteilhafterweise entsprechende Öffnungen für elektrische Kontaktbereiche, insbesondere Kontaktstifte oder Kontaktbuchsen oder Flachstecker, aufweisen.
Vorteilhafterweise können in jedem Anschlussgehäuse elektrische Kontaktbereiche angeordnet sein, die in der korrekten Einbaulage des Filterelements mit entsprechenden elektrischen Kontaktbereichen im jeweils anderen Anschlussgehäuse in elektrischem Kontakt stehen können. Vorteilhafterweise können die Kontaktbereiche in Form von Kontaktstiften und/oder Kontaktbuchsen und/oder Flachsteckkontakten realisiert sein, welche zur elektrischen Kontaktierung ineinander gesteckt oder aneinandergelegt oder in anderer Weise in elektrischen Kontakt gebracht werden können. Vorteilhafterweise können die in den Anschlussgehäusen angeordneten elektrischen Kontaktbereiche insbesondere vor dem Fluid geschützt sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine elektrische/elektronische Funktionsbauteil eine elektrische Heizung zur Erwärmung des Fluids aufweisen. Mit der Heizung kann das Fluid im Filtergehäuse erwärmt werden. Auf diese Weise kann seine Fließfähigkeit verbessert werden. Vorteilhafterweise kann die Heizung in Strömungsrichtung des Fluids vor dem Filtermedium angeordnet sein, so dass das Fluid erwärmt werden kann, bevor es das Filtermedium erreicht. Auf diese Weise kann ein Druckverlust zwischen einer Anströmseite, also einer Rohseite, des Filtermediums und einer Abströmseite, also einer Reinseite, verringert werden. Vorteilhafterweise kann das Filterelement mit der Heizung als Modulbauteil vorgefertigt werden. Auf diese Weise kann das Filterelement gemeinsam mit der Heizung in das Filtergehäuse eingebaut und aus diesem entfernt werden. Anstelle der Heizung kann auch ein andersartiges elektrisches/elektronisches Funktionsbauteil, insbesondere ein Füllstandsensor, ein Temperatursensor und/oder ein Wassersensor, vorgesehen sein. Es können auch mehrere, auch unterschiedliche, elektrische/elektronische Funktionsbauteile vorgesehen sein.
Vorteilhafterweise kann die Heizung einen elektrisch betriebenen Heizkäfig oder Heizmantel aufweisen. Der Heizkäfig oder der Heizmantel kann vorteilhafterweise die Filterachse wenigstens teilumfänglich und wenigstens teilaxial umgeben. Vorteilhafterweise kann der Heizkäfig oder der Heizmantel in radialer Richtung für das Fluid durchlässig sein. So kann das Fluid den Heizkäfig oder den Heizmantel von radial außen nach radial innen oder umgekehrt durchströmen.
Die technische Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß bei dem Filterelement dadurch gelöst, dass das wenigstens eine elementseitige Anschlusselement so ausgestaltet ist, dass es in der korrekten Einbaulage des Filterelements im Filtergehäuse mit wenigstens einem gehäuseseitigen elektrischen Anschlusselement, das an oder in einem der Anschlussstirnseite des Filterelements zugewandten Gehäuseboden des Filtergehäuses angeordnet ist, eine elektrische Verbindung realisieren kann, und dass die Anschlussstirnseite und/oder das elementseitige Anschlusselement an einer zugewandten Rampenfläche, die an dem Gehäuseboden angeordnet ist und die einen zur Montageachse koaxialen schraubenartigen Verlauf hat, zur Verbindung mit dem gehäuseseitigen Anschlusselement geführt werden kann. Alle Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Filters gelten für das erfindungsgemäße Filterelement entsprechend und umgekehrt.
Die technische Aufgabe wird außerdem erfindungsgemäß bei dem Filtergehäuse dadurch gelöst, dass an oder in einem der Anschlussstirnseite des Filterelements zugewandten Gehäuseboden des Filtergehäuses wenigstens ein gehäuseseitiges elektrisches Anschlusselement angeordnet ist, welches in der korrekten Einbaulage des Filterelements im Filtergehäuse mit wenigstens einem elementseitigen Anschlusselement, das an der Anschlussstirnseite des Filterelements angeordnet ist, wenigstens eines elektrischen/elektronischen Funktionsbauteils eine elektrische Verbindung realisieren kann, und an dem Gehäuseboden eine dem Filterelement zugewandte Rampenfläche angeordnet ist, die einen zur Montageachse koaxialen schraubenartigen Verlauf hat und an oder in Umfangsrichtung betrachtet hinter deren einem Ende, an dem die Rampenfläche den kleinsten Abstand zu einer Mittelebene des Gehäusebodens aufweist, das wenigstens eine gehäuseseitige Anschlusselement angeordnet ist. Alle Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Filters und des erfindungsgemäßen Filterelements gelten für das erfindungsgemäße Filtergehäuse entsprechend und umgekehrt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
1 eine Draufsicht auf einen Kraftstofffilter mit einem offenen Filtergehäuse, in dem ein austauschbares Rundfilterelement mit einem Heizmantel angeordnet ist;
2 einen Schnitt des Kraftstofffilters aus der 1 entlang einer dortigen Schnittlinie II-II, wobei sich das Rundfilterelement in einer Lage in einer frühen Phase des Einbaus in dem Filtergehäuse befindet;
3 den Schnitt des Kraftstofffilters aus der 2, wobei sich das Rundfilterelement hier in der korrekten Einbaulage im Filtergehäuse befindet.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In den 1 bis 3 ist ein Kraftstofffilter 10 einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gezeigt. In der 1 ist der Kraftstofffilter 10 in einer Draufsicht gezeigt. 2 und 3 zeigen den Kraftstofffilter in einem Längsschnitt in unterschiedlichen Montagephasen.
Der Kraftstofffilter 10 umfasst ein Filtergehäuse 12, welches aus einem Filtertopf 14 und einem, in den Figuren nicht gezeigten, Filterdeckel trennbar zusammengesetzt ist. Erfindungsgemäß ist es dabei unerheblich, wo sich im Einbauzustand des Kraftstofffilters 10 der Filtertopf 14 relativ zum Filterdeckel räumlich befindet. Beispielsweise kann sich der Filtertopf 14 auch räumlich oben und der Filterdeckel unten befinden. Der Filtertopf 14 verfügt über eine zu einer gedachten Filterachse 16 koaxiale Umfangswand 18. Wenn in der vorliegenden Beschreibung von „radial”, „axial”, „umfangsmäßig” oder dergleichen die Rede ist, so bezieht sich dies, soweit nicht anders erwähnt, auf die Filterachse 16. Die Umfangswand 18 geht an einer, in den 2 und 3 unteren, Stirnseite einstückig in einen Gehäuseboden 20 über. Auf der gegenüberliegenden, in den 2 und 3 oberen, Stirnseite ist die Umfangswand 18 offen. Dort weist die Umfangswand 18 an ihrer radial äußeren Umfangsseite ein Außengewinde 22 auf, auf welches der Filterdeckel mit einem entsprechenden Innengewinde zum Verschließen des Filtergehäuses 12 aufgeschraubt werden kann.
An der einem Inneren des Filtergehäuses 12 zugewandten Bodeninnenseite 24 des Gehäusebodens 20 ist einstückig ein hohler Positionierdom 26 koaxial zur Filterachse 16 angeordnet. Eine radial äußere Umfangsseite des Positionierdoms 26 hat einen runden Querschnitt. Der Positionierdom 26 läuft zu seinem freien Ende hin konisch zu. Ein Innenraum 28 des Positionierdoms 26 ist auf der der Bodeninnenseite 24 abgewandten Stirnseite offen.
Ein Auslasskanal 30 für den gereinigten Kraftstoff ist in der Nähe des Gehäusebodens 20 mit dem Innenraum 28 des Positionierdoms 26 verbunden. Der Auslasskanal 30 führt radial nach außen aus dem Filtergehäuse 12 heraus. Der Auslasskanal 30 mündet außerhalb des Filtergehäuses 12 in einen Auslassstutzen 32. Der Auslassstutzen 32 ist mit einer nicht gezeigten Kraftstoffleitung zur Ableitung des gefilterten Kraftstoffs verbunden.
Ein Einlassstutzen 34, welcher in der 1 gezeigt ist, führt in der Nähe des Gehäusebodens 20 in den Filtertopf 14 und mündet in einen Einlassraum 36 am Gehäuseboden 20 des Filtertopfs 14. Der Einlassstutzen 34 ist außerhalb des Filtergehäuses 12 mit einer einlassseitigen Kraftstoffleitung verbunden.
Der Positionierdom 26 ist von einer koaxialen Führungsrampe 38 umgeben, die sich in der Nähe der Umfangswand 18 befindet. Die Führungsrampe 38 ist auf einer axialen Seite einstückig mit dem Gehäuseboden 20 verbunden. Der Positionierdom 26 überragt an seinem freien Ende die Führungsrampe 38 in axialer Richtung. Eine axiale Ausdehnung des Positionierdoms 26 von einer gedachten Mittelebene 39 des Gehäusebodens 20 bis zu seinem freien Ende ist etwa doppelt so groß wie die axiale Höhe der höchsten Stelle der Führungsrampe 38 von der Mittelebene 39 aus. Die höchste Stelle der Führungsrampe 38 ist aufgrund des Verlaufs der Schnittebene in den 2 und 3 nicht gezeigt. Die Mittelebene 39 erstreckt sich senkrecht zur Filterachse 16. Eine Rampenfläche 40 auf der der Bodeninnenseite 24 abgewandten freien Seite der Führungsrampe 38 hat einen schraubenartigen Verlauf. Eine Steigungsrichtung des schraubenartigen Verlaufs der Rampenfläche 40 entspricht einer Steigungsrichtung des Außengewindes 22. In den 2 und 3 ist der besseren Verdeutlichung wegen eine Steigung der Rampenfläche 40 übertrieben dargestellt. Bevorzugt entspricht die Steigung der Rampenfläche 40 einer Steigung des Außengewindes 22 und des entsprechenden Innengewindes des Filterdeckels.
Auf der dem Auslasskanal 30 radial gegenüberliegenden Seite weisen die Führungsrampe 38 und die Rampenfläche 40 eine Unterbrechung 42 auf. In der Unterbrechung 42 ist ein Anschlussstecker 44 einer elektrischen Steckverbindung 46 angeordnet, welche in der 3 verbunden gezeigt ist. Der Anschlussstecker 44 befindet sich also neben dem Ende der Rampenfläche 40, an dem ein Abstand zwischen der Rampenfläche 40 und der Mittelebene 39 am kleinsten ist. An diesem Ende hat die Rampenfläche 40 ihre niedrigste Stelle. Dort ist die Führungsrampe 38 am niedrigsten, hat also die geringste axiale Höhe von der Mittelebene 39 aus. Auf der der niedrigsten Stelle der Rampenfläche 40 umfangsmäßig etwa gegenüberliegenden Seite der Unterbrechung 42 befindet sich die oben bereits erwähnte, nicht gezeigte, höchste Stelle der Rampenfläche 40.
Der Anschlussstecker 44 umfasst ein Steckergehäuse 48, welches mit einer Seite an der Bodeninnenseite 24 des Gehäusebodens 20 befestigt ist. Das Steckergehäuse 48 weist auf seiner der Bodeninnenseite 24 abgewandten Seite zwei Öffnungen jeweils für einen von zwei Kontakthülsen 50 auf. Die beiden Kontakthülsen 50 sind in dem Steckergehäuse 48 angeordnet und erstrecken sich etwa in axialer Richtung. Die Kontakthülsen 50 sind auf der der Bodeninnenseite 24 zugewandten Seite jeweils mit einer elektrischen Leitung verbunden, welche aus dem Filtergehäuse 12 herausführen und außerhalb des Kraftstofffilters 10 mit entsprechenden elektrischen Versorgungsleitungen einer Stromquelle oder einer Steuereinheit, beispielsweise einer Motorsteuerung, verbunden sind.
In dem Filtergehäuse 12 ist ein austauschbares Rundfilterelement 52 koaxial zur Filterachse 16 angeordnet. Im Einbauzustand ist eine Filterelementlängsachse identisch mit der Filterachse 16. 2 zeigt das Rundfilterelement 52 in einer Lage in einer Montagephase beim Einbau vor dem Erreichen der korrekten Einbaulage. 3 zeigt das Rundfilterelement 52 in der korrekten Einbaulage. Das Rundfilterelement 52 hat insgesamt die Form eines hohlen Kreiszylinders. Das Rundfilterelement 52 umfasst ein sternförmig zu einem Filterbalg 54 gefaltetes, umfangsmäßig geschlossenes Filtermedium 56. An seiner dem Gehäuseboden 20 abgewandten Stirnseite ist der Filterbalg 54 dicht mit einer Gegenendscheibe 58 verbunden. Auf der anderen Stirnseite ist der Filterbalg 54 mit einer ringförmigen Anschlussendscheibe 60 dicht verbunden.
In einem Innenraum 62 des Filterbalgs 54 ist koaxial ein gerüstartiges Mittelstützrohr 64 angeordnet, an dessen radial äußeren Umfangsseiten sich die radial inneren Umfangsseiten, also die radial inneren Faltkanten, des Filterbalgs 54 abstützen können. Das Mittelstützrohr 64 erstreckt sich axial zwischen der Gegenendscheibe 58 und der Anschlussendscheibe 60.
Die Anschlussendscheibe 60 weist eine koaxiale Durchlassöffnung 66 auf, welche auch als Positionieröffnung für den Positionierdom 26 dient. Auf der dem Innenraum 62 abgewandten axialen Außenseite der Anschlussendscheibe 60 ist die Auslassöffnung 66 von einem koaxialen Dichtungsrand 68 umgeben. An der radial inneren Umfangsseite des Dichtungsrandes 68 liegt eine Ringdichtung 70 an. Mit der Ringdichtung 70 wird die Auslassöffnung 66 gegen die radial äußere Umfangsseite des Positionierdoms 26 abgedichtet. Auf der dem Innenraum 62 abgewandten freien Stirnseite des Dichtungsrandes 68 ist ein Fixierring 72 in axialer Richtung angeordnet, mit dem die Ringdichtung 70 in ihrer axialen Position gehalten wird.
Der Filterbalg 54 ist von einem elektrischen Heizkäfig 74 umgeben, der koaxial zur Filterachse 16 umfangsmäßig geschlossen ist. Der Heizkäfig 74 erstreckt sich in axialer Richtung zwischen der Gegenendscheibe 58 und der Anschlussendscheibe 60. Die radial innere Umfangsseite des Heizkäfigs 74 liegt an der radial äußeren Umfangsseite, also den radial äußeren Faltkanten, des Filterbalgs 54 an. Der Heizkäfig 74 kann von radial außen nach radial innen von dem zu reinigenden Kraftstoff durchströmt werden, sodass dieser erwärmt wird, bevor er an eine Rohseite, also eine Anströmseite, des Filtermediums 56 gelangt.
Zwei elektrische Anschlusslaschen 76 des Heizkäfigs 74 führen an der der Anschlussendscheibe 60 zugewandten Seite zu einer elektrischen Anschlussbuchse 78 der elektrischen Steckverbindung 46. Die Anschlussbuchse 78 befindet sich auf der dem Filterbalg 54 abgewandten Außenseite der Anschlussendscheibe 60. Die Anschlussbuchse 76 umfasst ein Buchsengehäuse 80, in dem zwei elektrische Kontaktstifte 82 eingegossen sind. Die Kontaktstifte 82 sind mit den Anschlusslaschen 76 elektrisch verbunden. Das Buchsengehäuse 80 ist mittels einer hier nicht weiter interessierenden Rastverbindung exzentrisch in der Nähe des radial äußeren Randes der Anschlussendscheibe 60 gehalten. Das Buchsengehäuse 80 ist auf seiner der Anschlussendscheibe 60 abgewandten Seite offen. Die Kontaktstifte 82 erstrecken sich in axialer Richtung im Innenraum des Buchsengehäuses 80. Ein radial äußerer Rand des Buchsengehäuses 80 befindet sich in dem gleichen radialen Abstand von der Filterachse 16 wie die Rampenfläche 40.
Das Rundfilterelement 52 ist mit dem Heizkäfig 74 und der Anschlussbuchse 78 als Modul vormontiert.
Zum Einbau in das Filtergehäuse 12 wird das vormontierte Rundfilterelement 52 mit der Anschlussendscheibe 60 voran axial zur Filterachse 16, welche in diesem Fall einer Montageachse entspricht, in den offenen Filtertopf 14 gesteckt. Dabei ragt zunächst der Positionierdom 26 in die Auslassöffnung 66 und bewirkt eine Vorzentrierung des Rundfilterelements 52 in dem Filtertopf 14. Bei der folgenden Axialbewegung und Drehbewegung wird das Rundfilterelement 52 auf dem Positionierdom 26 geführt.
Falls zufällig die umfangsmäßige Position der Anschlussbuchse 78 mit der umfangsmäßigen Position des Anschlusssteckers 44 übereinstimmt, so kann das Steckergehäuse 48 mit einer weiteren Axialbewegung des Rundfilterelements 52 in das Buchsengehäuse 80 gesteckt werden und die elektrische Steckverbindung 46 wird, wie in der 3 gezeigt, geschlossen. Anschließend wird der Filterdeckel auf den Filtertopf 14 geschraubt und so das Filtergehäuse 12 verschlossen. Die weitere Axialbewegung des Rundfilterelements 52, durch die die elektrische Steckverbindung 46 geschlossen wird, kann auch durch das Zuschrauben des Filterdeckels bewirkt werden.
Falls die umfangsmäßige Position der Anschlussbuchse 78 nicht mit der umfangsmäßigen Position des Anschlusssteckers 44 übereinstimmt, stößt die radial äußere Seite des Buchsengehäuses 80 mit ihrem freien Rand gegen die Rampenfläche 40 und verhindert so eine weitere reine Axialbewegung. Beim Anstoßen des Buchsengehäuses 80 an die Rampenfläche 40 wird das Rundfilterelement 52 bereits durch den Positionierdom 26 geführt. In dieser Einbauphase wird der Filterdeckel auf den Filtertopf 14 aufgesetzt und in Schließrichtung geschraubt. Dabei nimmt der Filterdeckel das Rundfilterelement 52 mit, sodass dieses um die Filterachse 16 gedreht wird. Dabei wird das Buchsengehäuse 80 entlang der schraubenartigen Rampenfläche 40 geführt. Am niedrigen Ende der Rampenfläche 40 wird die Anschlussbuchse 78 automatisch durch die beim weiteren Zuschrauben des Filterdeckels übertragene Axialkraft in das Buchsengehäuse 80 gesteckt und die elektrische Steckverbindung 46 wird, wie bereits oben beschrieben, geschlossen.
Bei einem Betrieb des Kraftstofffilters 10 strömt der zu filtrierende Kraftstoff durch den Einlassstutzen 34 in den Einlassraum 36. Von dort aus gelangt der Kraftstoff an die radial äußere Umfangsseite des Heizkäfigs 74. Der Kraftstoff durchströmt zunächst den Heizkäfig 74 und dann den Filterbalg 54 von radial außen nach innen, in der 3 angedeutet durch einen Pfeil 84. Mit dem Heizkäfig 74 wird der Kraftstoff erwärmt, sodass er fließfähiger wird. Beim Durchströmen des Filtermediums 56 wird der Kraftstoff gereinigt. Der gereinigte und erwärmte Kraftstoff gelangt in den Innenraum 62 des Rundfilterelements 52 und von dort aus, angedeutet durch einen Pfeil 86, in den Innenraum 28 des Positionierdoms 26. Der Kraftstoff gelangt aus dem Innenraum 28 über den Anschlusskanal 30 und den Auslassstutzen 32 in die Kraftstoffleitung.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel eines Kraftstofffilters 10, eines Rundfilterelements 52 und eines Filtergehäuses 12 sind unter anderem folgende Modifikationen möglich:
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf einen Kraftstofffilter 10 einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Filtern für Fluids, insbesondere Öl, Wasser, Luft oder Harnstofflösung, eingesetzt werden. Die Erfindung kann auch außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik, beispielsweise bei Industriemotoren, eingesetzt werden. Ferner ist die Erfindung nicht beschränkt auf Brennkraftmaschinen.
Die Anschlussbuchse 78 kann statt mittels einer Rastverbindung auch in anderer Weise an der Stirnseite des Rundfilterelements 52 befestigt sein. Die Anschlussbuchse 78 kann beispielsweise auf die Außenseite der Anschlussendscheibe 60 geklebt, geschweißt oder mittels einer andersartigen, auch mechanischen Verbindung befestigt sein. Die Anschlussbuchse 78 kann auch mit der Anschlussendscheibe 60 verschraubt sein. Das Buchsengehäuse 80 kann auch einstückig mit der Anschlussendscheibe 60 verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Anschlussbuchse 78 auch mittels der Anschlusslaschen 76 an dem Heizkäfig 74 befestigt sein.
Anstelle des Heizkäfigs 74 kann auch eine andersartige Heizung beispielsweise mit einem wenigstens teilumfänglich und teilaxial den Filterbalg 54 umgebenden Heizmantel vorgesehen sein.
Zusätzlich oder alternativ zu dem Heizkäfig 74 kann auch ein andersartiges elektrisches/elektronisches Funktionsbauteil, beispielsweise ein Temperatursensor, ein Füllstandsensor und/oder ein Wassersensor, vorgesehen sein.
Das Rundfilterelement 52 kann alternativ zuerst in den Filterdeckel eingesteckt werden und dann zusammen mit diesem in das Filtergehäuse 12 eingeschraubt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202007010602 U1 [0004]

Claims

Filter (10) für Fluid, insbesondere Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstofflösung oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Filtergehäuse (12) und mit einem elementseitigen und einem gehäuseseitigen elektrischen Anschlusselement (44, 78), wobei das elementseitige und das gehäuseseitige Anschlusselement (44, 78) beim in das Filtergehäuse (12) eingebauten Filterelement (52) elektrisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Positionierungshilfseinrichtung (40) vorgesehen ist.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mithilfe der Positionierungshilfseinrichtung (38, 40) das elementseitige Anschlusselement (78) beim Einbau des Filterelements (52) in das Filtergehäuse (12) zumindest in eine definierte Anschlussdrehposition um eine Montageachse (16) des Filterelements (52) und relativ zu dem gehäuseseitigen Anschlusselement (44) geführt werden kann.
Filter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (52) zum Einbau in das Filtergehäuse (12) im Wesentlichen entlang einer Montageachse in zumindest einen Teil des Filtergehäuses (12) einzuführen ist, welche im Wesentlichen der Filterelementlängsachse (16) entspricht.
Filter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungshilfseinrichtung (38, 40) eine gehäuseseitige Rampe (38) aufweist, entlang derer ein elementseitiges Führungselement (80) beim Einbau des Filterelements (52) gleitet, um das elementseitige Anschlusselement (78) in die definierte Anschlussposition relativ zu dem gehäuseseitigen Anschlusselement (44), vorzugsweise in einem koaxial schraubenförmigen Verlauf, zu führen.
Filter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gehäuseseitige Anschlusselement (44) an oder in einem der Anschlussstirnseite (60) des Filterelements (52) zugewandten Gehäuseboden (20) des Filtergehäuses (12) angeordnet ist.
Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuseboden (20) eine dem Filterelement (52) zugewandte Rampenfläche (40) angeordnet ist, die einen zur Filterachse (16) koaxialen schraubenartigen Verlauf hat und an oder in Umfangsrichtung betrachtet hinter deren einem Ende, an dem die Rampenfläche (40) den kleinsten Abstand zu einer Mittelebene (39) des Gehäusebodens (20) aufweist, das wenigstens eine gehäuseseitige Anschlusselement (44) angeordnet ist.
Filter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuseboden (20) ein zur Montageachse (16) koaxialer Positionierdom (26) angeordnet ist, der mit einer entsprechenden koaxialen Positionieröffnung (66) in der Anschlussstirnseite (60) des Filterelements (52) zusammenwirkt.
Filter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierdom (36) den Auslass (28, 30, 32) für gereinigtes Fluid mit bildet und die Positionieröffnung (66) eine Auslassöffnung in der Anschlussstirnseite (60) des Filterelements (52) bildet, welche mit einem Innenraum (62) des Filterelements (52) verbunden ist.
Filter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elementseitige Anschlusselement (78) und das wenigstens eine gehäuseseitige Anschlusselement (44) zur Realisierung der elektrischen Verbindung (46) zusammengesteckt sind, wobei eine Steckrichtung axial zur Montageachse (16) verläuft insbesondere das wenigstens eine elementseitige Anschlusselement (78) und das wenigstens eine gehäuseseitige Anschlusselement (44) als eine elektrische Stecker-Buchsen-Verbindung (46) ausgestaltet sein können, welche mittels einer Steckbewegung in Richtung der Filterachse (16) verbunden werden kann.
Filter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elektrische/elektronische Funktionsbauteil eine elektrische Heizung (74) zur Erwärmung des Fluids aufweist.
Filter nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mithilfe der Positionierungshilfseinrichtung das elementseitige Anschlusselement (78) beim Einbau des Filterelements (52) in das Filtergehäuse (12) in eine definierte Anschlussposition relativ zu dem gehäuseseitigen Anschlusselement (44) geführt werden kann
Filterelement (52) eines Filters (10) für Fluid, insbesondere Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstofflösung oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere nach einem der vorigen Ansprüche, das in einem Filtergehäuse (12), insbesondere austauschbar, mittels einer Einbaubewegung wenigstens in axialer Richtung zu einer Montageachse (16) koaxial zu dieser so angeordnet werden kann, das einen Einlass (34) des Filtergehäuses (12) für zu reinigendes Fluid von einem Auslass (28, 30, 32) für gereinigtes Fluid dicht trennt, und das an einer Anschlussstirnseite (60) wenigstens ein elementseitiges elektrisches Anschlusselement (78) wenigstens eines elektrischen/elektronischen Funktionsbauteils (74) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elementseitige Anschlusselement (78) so ausgestaltet ist, dass es in der korrekten Einbaulage des Filterelements (52) im Filtergehäuse (12) mit wenigstens einem gehäuseseitigen elektrischen Anschlusselement (44), das an oder in einem der Anschlussstirnseite (60) des Filterelements (52) zugewandten Gehäuseboden (20) des Filtergehäuses (12) angeordnet ist, eine elektrische Verbindung (46) realisieren kann.
Filterelement (52) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussstirnseite (60) und/oder das elementseitige Anschlusselement (78) an einer zugewandten Rampenfläche (40), die an dem Gehäuseboden (20) angeordnet ist und die einen zur Montageachse (16) koaxialen schraubenartigen Verlauf hat, zur Verbindung mit dem gehäuseseitigen Anschlusselement (44) geführt werden kann.
Filtergehäuse eines Filters (10) für Fluid, insbesondere Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstofflösung oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 11.