DE102013216834B4 - Filter device with Filterqehäuse and filter element and their use - Google Patents
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Abstract
Filtereinrichtung (10) zum Filtern einer Fluids, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Filtergehäuse (12) und einem Filterelement (18), das an einem fluidleitenden Anschluss (24) an dem Filtergehäuse (12) anzukoppeln ist, wobei der Anschluss (24) mittels eines Ventils (34) zumindest teilweise verschließbar ist, bei der das Ventil (34) mittels Magnetkraft betätigbar ist, bei der das Ventil (34) mit mindestens einer schwenkbaren Ventilklappe als Ventilkörper (38) gestaltet ist.Filter device (10) for filtering a fluid, in particular a motor vehicle, with a filter housing (12) and a filter element (18) to be coupled to a fluid-conducting connection (24) on the filter housing (12), wherein the terminal (24) by means of a valve (34) is at least partially closed, in which the valve (34) is actuated by means of magnetic force, wherein the valve (34) is designed with at least one pivotable valve flap as a valve body (38).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung zum Filtern einer Fluids, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Filtergehäuse und einem Filterelement, das an einem fluidleitenden Anschluss an dem Filtergehäuse anzukoppeln ist, wobei der Anschluss mittels eines Ventils zumindest teilweise verschließbar ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung einer solchen Filtereinrichtung.The invention relates to a filter device for filtering a fluid, in particular a motor vehicle, with a filter housing and a filter element which is to be coupled to a fluid-conducting connection to the filter housing, wherein the connection is at least partially closed by means of a valve. Furthermore, the invention relates to a use of such a filter device.
Filtereinrichtungen, insbesondere solche zum Filtern von Partikeln aus flüssigem Brennstoff oder Öl bei Kraftfahrzeugen oder anderen Maschinen, sind in der Regel aus einem Filtergehäuse und einem darin angeordneten Filterelement gestaltet. An dem Filtergehäuse befinden sich Fluidleitungen, mit denen das zu filtrierende Fluid zum Filterelement hin, durch das Filterelement hindurch und vom Filterelement weg geleitet wird. Das Filterelement ist dazu mittels eines fluidleitenden Anschlusses an dem Filtergehäuse auswechselbar angekoppelt.Filtering devices, in particular those for filtering particles of liquid fuel or oil in motor vehicles or other machines, are usually designed from a filter housing and a filter element arranged therein. On the filter housing there are fluid lines with which the fluid to be filtered is directed towards the filter element, through the filter element and away from the filter element. The filter element is interchangeably coupled by means of a fluid-conducting connection to the filter housing.
Ferner befinden sich an solchen Filtereinrichtungen oftmals eine elektrische Heizeinrichtung, ein Wassersensor und/oder ein Drucksensor.Furthermore, an electric heating device, a water sensor and / or a pressure sensor are often located on such filter devices.
Damit an einer solchen Filtereinrichtung während deren Betrieb stets das ordnungsgemäße Filterelement eingesetzt und angekoppelt ist, ist es allgemein bekannt, eine elektrische Signaleinrichtung zum Erkennen des Vorhandenseins eines vorschriftsmäßigen Filterelements vorzusehen. Diese Signaleinrichtung erkennt, ob ein Filterelement eingesetzt bzw. angekoppelt ist und ob es sich um das ordnungsgemäße Filterelement handelt. Im Vergleich zu rein mechanischen Kennungen für das ordnungsgemäße Filterelement (Poka-Yoke Design) haben elektrische Signaleinrichtungen den Vorteil, dass sie schwerer zu kopieren sind und mehr Möglichkeiten der Kennung und der sonstigen Diagnose an dem Filterelement bieten. Zugleich ist der Aufwand für solche elektrischen Signaleinrichtungen vergleichsweise groß.In order that the proper filter element is always inserted and coupled to such a filter device during its operation, it is generally known to provide an electrical signal device for detecting the presence of a prescribed filter element. This signaling device detects whether a filter element is used or coupled and whether it is the proper filter element. Compared to purely mechanical identifiers for the proper filter element (poka-yoke design) electrical signaling devices have the advantage that they are more difficult to copy and offer more possibilities of identification and other diagnosis on the filter element. At the same time the cost of such electrical signaling devices is comparatively large.
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß ist eine Filtereinrichtung zum Filtern einer Fluids geschaffen, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Filtergehäuse und einem Filterelement, das an einem fluidleitenden Anschluss an dem Filtergehäuse anzukoppeln ist, wobei der Anschluss mittels eines Ventils zumindest teilweise verschließbar ist. Bei der derartigen Filtereinrichtung ist das Ventil mittels Magnetkraft bzw. Magnetismus betätigbar.According to the invention, a filter device is provided for filtering a fluid, in particular a motor vehicle, having a filter housing and a filter element which is to be coupled to a fluid-conducting connection on the filter housing, wherein the connection is at least partially closable by means of a valve. In the case of such a filter device, the valve can be actuated by means of magnetic force or magnetism.
Magnetkraft bzw. Magnetismus ist ein physikalisches Phänomen, das sich unter anderem als Kraftwirkung zwischen Magneten, magnetisierten bzw. magnetisierbaren Gegenständen und bewegten elektrischen Ladungen wie z. B. in stromdurchflossenen Leitern äußert. Die Kraft wirkt über ein Magnetfeld, das einerseits von diesen Objekten erzeugt wird und andererseits auf sie wirkt. Magnetfelder entstehen zum einen bei jeder Bewegung von elektrischen Ladungen. Das ist Grundlage von Elektromagneten und wegen des Induktionsgesetzes auch der induktiven elektronischen Bauelemente. Zum anderen existiert ein magnetisches Moment von Elementarteilchen als Folge ihres Spins, was zu Dauermagneten und anderen magnetischen Eigenschaften von Festkörpern, aber auch Flüssigkeiten und Gasen führt.Magnetic force or magnetism is a physical phenomenon that inter alia as force between magnets, magnetized or magnetizable objects and moving electrical charges such. B. expressed in current-carrying conductors. The force acts on a magnetic field, which is generated on the one hand by these objects and on the other hand acts on them. Magnetic fields arise on the one hand with every movement of electrical charges. This is the basis of electromagnets and because of the law of induction also the inductive electronic components. On the other hand, there is a magnetic moment of elementary particles as a result of their spin, which leads to permanent magnets and other magnetic properties of solids, but also liquids and gases.
Das magnetische Feld übt Kräfte auf Magnete und magnetisierbare Körper (Ferrimagnetismus bestimmter nichtmetallischer Festkörper, sog. Ferrite, und Ferromagnetismus von Metallen wie Eisen) aus. Magnete und gestreckte Probekörper aus magnetisierbaren Materialien richten sich in einem magnetischen Feld immer längs dessen Feldlinien beziehungsweise antiparallel zu diesen aus, das heißt, der magnetische Südpol eines Probemagneten richtet sich entlang der Feldlinien zum Nordpol des erzeugenden Feldes aus. Beispiele dazu sind Zugmagnete, Haltemagnete und Elektromagnete. Da sich ungleichnamige Pole anziehen und gleichnamige abstoßen, sind zwei Magnete bestrebt, ungleichnamige Pole einander zuzuwenden.The magnetic field exerts forces on magnets and magnetizable bodies (ferrimagnetism of certain non-metallic solids, so-called ferrites, and ferromagnetism of metals such as iron). Magnets and stretched test specimens of magnetizable materials always align themselves in a magnetic field along their field lines or antiparallel to them, that is, the magnetic south pole of a sample magnet aligns along the field lines to the north pole of the generating field. Examples include pull magnets, holding magnets and electromagnets. Since unlike poles attract and repel eponymous poles, two magnets endeavor to turn opposite poles to each other.
Handelt es sich jeweils um inhomogene, d. h. mit dem Ort variierende Felder, ziehen sich die beiden Magnete an. Ursache für beide Beobachtungen ist, dass ein energieärmerer Zustand eingenommen wird, d. h. die Kräfte wirken stets so, dass die Gesamtenergie des Feldes abnimmt, wenn die Magnete ihnen folgen. In der mathematischen Beschreibung der Kraft spielt daher der Gradient des Magnetfeldes eine Rolle.Is it inhomogeneous, d. H. with the place varying fields, attract the two magnets. Cause of both observations is that a lower energy condition is taken, d. H. the forces always act so that the total energy of the field decreases as the magnets follow them. In the mathematical description of the force, therefore, the gradient of the magnetic field plays a role.
Bei der Ausrichtung von Magneten und magnetisierbaren Körpern in Magnetfeldern wird Energie mit dem Feld ausgetauscht. Folgen die Körper der Kraft, nimmt die Summe der Feldenergie ab, und es wird mechanische Arbeit frei. Werden die Magnete auseinandergezogen, muss mechanische Arbeit verrichtet werden, und dadurch steigt die Feldenergie des resultierenden Gesamtfeldes.When aligning magnets and magnetizable bodies in magnetic fields, energy is exchanged with the field. If the bodies of the force follow, the sum of the field energy decreases, and mechanical work becomes free. When the magnets are pulled apart, mechanical work has to be done and this increases the field energy of the resulting total field.
Dauermagnete (auch Permanentmagnete genannt) behalten nach einer Magnetisierung diese über lange Zeit bei. Zur Herstellung dienen heute metallische Legierungen aus Eisen, Nickel und Aluminium mit Zusätzen aus Cobalt, Mangan und Kupfer oder auch keramische Werkstoffe (Barium- bzw. Strontiumhexaferrit). Besonders starke Magnete werden im Sinterverfahren aus seltenen Erden hergestellt, wie zum Beispiel Samarium-Cobalt oder Neodym-Eisen-Bor. Mit Hilfe eines von einem anderen magnetischen Körper oder durch elektrischen Strom erzeugten Magnetfeldes können ferromagnetische Stoffe vorübergehend (sogenannter induzierter Magnetismus) oder dauerhaft durch Ausrichtung der Weiss-Bezirke selbst zu Magneten werden.Permanent magnets (also called permanent magnets) retain their magnetization after a long time. Metallic alloys of iron, nickel and aluminum with additions of cobalt, manganese and aluminum are used today Copper or ceramic materials (barium or strontium hexaferrite). Particularly strong magnets are produced in the sintering process from rare earths, such as samarium cobalt or neodymium-iron-boron. With the aid of a magnetic field generated by another magnetic body or by electric current, ferromagnetic substances can become magnets temporarily (so-called induced magnetism) or permanently by aligning the white areas themselves.
Elektromagnete bestehen im Allgemeinen aus einer oder zwei stromdurchflossenen Spulen mit einem Kern aus einem weichmagnetischen Werkstoff, im einfachsten Fall aus Weicheisen. Diese Anordnung führt zu einem starken Magnetfeld.Electromagnets generally consist of one or two current-carrying coils with a core of a soft magnetic material, in the simplest case of soft iron. This arrangement results in a strong magnetic field.
Erfindungsgemäß wird solche Magnetkraft genutzt, um zwischen einem Filtergehäuse und einem Filterelement einer Filtereinrichtung eine Kennung zu erzeugen, anhand der dann zu erkennen ist, ob ein ordnungsgemäßes Filterelement in das Filtergehäuse eingesetzt ist. Die Kennung ergibt sich dadurch, dass mittels Magnetkraft ein Ventil zwischen Filtergehäuse und Filterelement geschaltet und damit ein Fluidstrom freigegeben wird, oder eben nicht. Um das Ventil zu schalten bzw. zu öffnen, wird mit dem Heranführen und Einsetzen des Filterelements auf ein das Ventil betätigendes Element Magnetkraft ausgeübt. Das Ventil wird also mittels Magnetkraft bzw. Magnetismus betätigt, der erst wirkt, wenn ein ordnungsgemäßes Filterelement in dem Filtergehäuse eingesetzt ist. Das erfindungsgemäß an einem Anschluss eines Filterelements angeordnete Ventil ist also durch die Kraftwirkung von Magneten, magnetisierten bzw. magnetisierbaren Gegenständen und bewegten elektrischen Ladungen wie z. B. in stromdurchflossenen Leitern betätigbar.According to the invention, such magnetic force is used to generate an identifier between a filter housing and a filter element of a filter device, on the basis of which it can be seen whether a proper filter element is inserted into the filter housing. The identifier results from the fact that by means of magnetic force a valve between the filter housing and filter element connected and thus a fluid flow is released, or not. In order to switch or open the valve, magnetic force is exerted with the introduction and insertion of the filter element to a valve-actuating element. The valve is thus actuated by means of magnetic force or magnetism, which only acts when a proper filter element is inserted in the filter housing. The inventively arranged on a port of a filter element valve is thus by the force of magnets, magnetized or magnetizable objects and moving electrical charges such. B. operable in current-carrying conductors.
Dadurch, dass die Magnetkraft nur wirkt, wenn ein ordnungsgemäßes Filterelement in dem Filtergehäuse eingesetzt ist, wird vorteilhaft bewirkt, dass bei fehlendem Filterelement oder bei einem falschen bzw. falsch eingesetzten Filterelement das Ventil nicht betätigt wird und bevorzugt in einer verschlossenen Stellung verbleibt. Dadurch kann kein oder nur eine vernachlässigbare Menge Fluid, z. B. Kraftstoff, durch die Filtereinrichtung fließen. Dies schützt stromabwärts der Filtereinrichtung gelegene Komponenten vor dem Kontakt mit ungereinigtem bzw. mangelhaft gereinigtem Fluid.The fact that the magnetic force acts only when a proper filter element is inserted into the filter housing, is advantageously effected that in the absence of a filter element or a wrong or incorrectly inserted filter element, the valve is not actuated and preferably remains in a closed position. As a result, no or only a negligible amount of fluid, for. As fuel, flow through the filter device. This protects components located downstream of the filter device from contact with unpurified fluid.
Besonders vorteilhaft ist dadurch eine Vorrichtung geschaffen, mit der bei fehlendem Filterelement oder bei einem nicht ordnungsgemäßen oder nicht ordnungsgemäß montiertem Filterelement die Fluidzufuhr zuverlässig verschlossen ist und bei ordnungsgemäß eingesetztem und richtigem Filterelement die Fluidzufuhr geöffnet ist. Diese Lösung ist dabei gleichzeitig auf eine besonders einfache Weise mit nur wenigen beweglichen Teilen geschaffen, so dass der Anschluss mit dem Ventil auf einfache und kostengünstige Weise herstellbar ist und auch über die Lebensdauer mit wenigen, nicht verschleißenden Teilen auskommt. Besonders vorteilhaft ist dabei nur eine geringfügige Modifikation der Filtereinrichtung gegenüber herkömmlichen Filtereinrichtungen notwendig. In gleicher Weise lässt sich das Filterelement ohne wesentlichen Mehraufwand und ohne größere Komplexität gegenüber herkömmlichen Filterelementen herstellen, so dass insgesamt eine kostengünstige und fertigungssichere Lösung für eine Filtereinrichtung geschaffen ist.Particularly advantageous is a device provided by the fluid supply is reliably closed in the absence of a filter element or in an improper or improperly mounted filter element and the fluid supply is opened when properly inserted and proper filter element. This solution is created at the same time in a particularly simple manner with only a few moving parts, so that the connection with the valve can be produced in a simple and cost-effective manner and also manages over the life with few, not wearing parts. It is particularly advantageous only a minor modification of the filter device over conventional filter devices necessary. In the same way, the filter element without significant overhead and without greater complexity compared to conventional filter elements can be produced, so that overall a cost-effective and safe production solution for a filter device is created.
Dadurch, dass das mittels Magnetkraft betätigbare Ventil bei an dem Anschluss angekoppeltem Filterelement mittels einer magnetische Wechselwirkung zwischen dem Ventil und dem Filterelement in einer geöffneten Stellung gehalten ist wird vorteilhaft bewirkt, dass nur durch das Einsetzen eines – ordnungsgemäßen – Filterelements das Durchströmen der Filtereinrichtung mit Fluid ermöglicht wird. Entscheidend ist hierbei, dass das Ventil durch die magnetische Wechselwirkung, bevorzugt ohne den Anschluss an eine externe Stromquelle, zwischen dem Filterelement und dem Ventil betätigt wird und in einer geöffneten Stellung gehalten ist, solange das ordnungsgemäße Filterelement am Anschluss befestigt bzw. in der Filtereinrichtung ordnungsgemäß eingesetzt ist. Es sollen keine anderen Magnetkräfte als die zwischen dem Ventil und dem Filterelement notwendig sein, um z. B. das Öffnen zu ermöglichen. So soll die Öffnung des Ventils allein durch das Zusammenwirken von Filterelement und Ventil möglich sein, ohne dass ein z. B. außen herangeführter Magnet bzw. magnetisches Material zur Öffnung notwendig ist bzw. die Öffnung erleichtert.The fact that the valve actuated by magnetic force is held in an open position by a magnetic interaction between the valve and the filter element is coupled with the filter element attached to the connection is advantageously effected by the passage of the filter device with fluid only by the insertion of a - proper - filter element is possible. The decisive factor here is that the valve is actuated by the magnetic interaction, preferably without the connection to an external power source, between the filter element and the valve and is held in an open position as long as the proper filter element attached to the terminal or properly in the filter device is used. There should be no magnetic forces other than necessary between the valve and the filter element to z. B. to allow the opening. Thus, the opening of the valve should be possible only by the interaction of the filter element and valve, without a z. B. externally supplied magnet or magnetic material is necessary for opening or facilitates the opening.
Es kann dabei erfindungsgemäß vorteilhaft ein Magnet am Ventil mit einem magnetisierbaren Gegenstand am Filterelement zusammenwirken, oder umgekehrt. Diese Lösung ist erfindungsgemäß besonders bevorzugt, weil es dazu allein eines Permanentmagneten am Filtergehäuse und eines magnetisierbaren Gegenstands bzw. Körpers am Filterelement oder umgekehrt bedarf. Es handelt sich also um eine rein mechanische Lösung ohne stromdurchflossene Leiter. Im Sinne der Erfindung ist dabei unter einem stromdurchflossenen Leiter ein Leiter zu verstehen, der mittels einer Stromquelle bestromt wird und dadurch ein magnetisches Feld aufbaut, also z. B. ein Elektromagnet.According to the invention, it is advantageous for a magnet on the valve to interact with a magnetizable object on the filter element, or vice versa. This solution is particularly preferred according to the invention because it requires only a permanent magnet on the filter housing and a magnetizable object or body on the filter element or vice versa. It is therefore a purely mechanical solution without current-carrying conductor. For the purposes of the invention is to be understood by a current-carrying conductor, a conductor which is energized by means of a current source and thereby builds up a magnetic field, ie z. B. an electromagnet.
Ferner kann eine elektromagnetische Kraft eines stromdurchflossenen Leiters ein Ventil mit einem magnetisierbaren Gegenstand öffnen. Der Leiter ist dabei vorzugsweise am Filtergehäuse und das Ventil mit seinem magnetisierbaren Gegenstand am Filterelement angeordnet. Auch diese Anordnung kann in umgekehrter Wirkungsweise mit einem stromdurchflossenen Leiter am Filterelement und einem magnetisierbaren Gegenstand am Filtergehäuse gestaltet sein. Der stromdurchflossene Leiter kann dabei vorteilhaft in Kombination mit einer anderen elektrischen Einrichtung am Filtergehäuse oder eben am Filterelement gestaltet sein. So kann vorteilhaft etwa der stromdurchflossene Leiter mit einem Drucksensor oder einem Wassersensor oder einer Heizung an dem Filtergehäuse oder auch an dem Filterelement kombiniert sein. So kann etwa ein als Zuleitung zu einer solchen elektrischen Einrichtung dienender, stromdurchflossener Leiter am Filtergehäuse ein Magnetfeld erzeugen, das dann zum Öffnen eines am Filterelement angeordneten, mit einem magnetisierbaren Gegenstand versehenen Ventils dient. Das Ventil wird dann geöffnet, wenn Strom zur elektrischen Einrichtung fließt und wenn das Filterelement in ordnungsgemäßer Weise am Filtergehäuse eingesetzt bzw. angeschlossen ist. Es kann so also beides geprüft werden, der Betrieb der Einrichtung und die Filtereinrichtung.Further, an electromagnetic force of a current-carrying conductor can open a valve with a magnetizable object. The conductor is preferably arranged on the filter housing and the valve with its magnetizable object on the filter element. This arrangement can be reversed with a current-carrying conductor on the filter element and a magnetizable object on the filter housing be designed. The current-carrying conductor can be advantageously designed in combination with another electrical device on the filter housing or just on the filter element. Thus, advantageously, the current-carrying conductor may be combined with a pressure sensor or a water sensor or a heater on the filter housing or else on the filter element. Thus, for example, serving as a supply line to such an electrical device, current-carrying conductor on the filter housing generate a magnetic field, which then serves to open a filter element arranged on the, provided with a magnetizable object valve. The valve is opened when current flows to the electrical device and when the filter element is properly inserted or connected to the filter housing. So it can be so both tested, the operation of the device and the filter device.
Das Ventil ist vorzugsweise mit mindestens einem eine Ventilöffnung zumindest teilweise verschließenden Ventilkörper gestaltet, der mit einem magnetischen Material gestaltet ist. „Magnetisch” ist dabei im Sinne „magnetisiert” oder „magnetisierbar” und insbesondere im Sinne von „ferromagnetisch” zu verstehen. Solche Materialien sind insbesondere die Werkstoffe Eisen und Stahl. Aber auch Nickel und Kobalt sind ferromagnetisch. Ob ein Gegenstand „magnetisch” ist, kann man leicht prüfen, indem man ihn mit einem Dauermagneten berührt. Spürt man dabei eine Kraft, dann ist der Gegenstand magnetisch. Ob ein Gegenstand „magnetisiert” ist, d. h. selbst ein Dauermagnet ist, kann man entsprechend an einem sehr leichten Teil aus Stahl (etwa einer Büroklammer) prüfen: Bleibt die Büroklammer an dem Gegenstand hängen, dann ist er magnetisiert. Besonders bevorzugt ist der Ventilkörper als ein Permanentmagnet gestaltet, der dann durch ein Heranführen eines Filterelements mit einem daran angeordneten Bauteil aus Eisen oder Stahl bewegt werden kann. So kann der Ventilkörper z. B. als Permanentmagnet ausgebildet sein. Dieser wird dann in Zusammenwirkung mit einem außen aufgesteckten Filterelement, das einen anderen, z. B. gegenpoligen, Permanentmagneten bzw. ein magnetisches Material wie z. B. Stahl aufweist, zu dem Material des Filterelements hingezogen und somit wird das Ventil betätigt. Oder der Ventilkörper ist aus einem Material gebildet, das von einem Magneten, vorzugsweise einem Permanentmagneten magnetisch derart anziehbar ist, dass der Ventilkörper durch diese magnetische Anziehungskraft in eine geöffnete Stellung bewegbar ist und in der geöffneten Stellung gehalten werden kann, also offen gehalten ist, solange die Magnetkraft wirkt. Diese Magnetkraft kann z. B. durch einen Permanentmagneten am einzusetzenden Filterelement bewirkt werden. Vorteilhaft lässt sich durch diese Betätigbarkeit mittels Magnetkraft eine berührungslose und somit außerordentlich verschleißarme Bewegung des Ventilkörpers bewirken.The valve is preferably designed with at least one valve body which at least partially closes a valve opening and which is designed with a magnetic material. "Magnetic" is to be understood in the sense of "magnetized" or "magnetizable" and in particular in the sense of "ferromagnetic". Such materials are in particular the materials iron and steel. But nickel and cobalt are ferromagnetic. Whether an object is "magnetic" can easily be tested by touching it with a permanent magnet. If you feel a force, then the object is magnetic. Whether an object is "magnetized", d. H. itself is a permanent magnet, one can test accordingly on a very light part of steel (such as a paper clip): If the paperclip remains attached to the object, then it is magnetized. Particularly preferably, the valve body is designed as a permanent magnet, which can then be moved by bringing a filter element with a component made of iron or steel arranged thereon. Thus, the valve body z. B. be designed as a permanent magnet. This is then in cooperation with an externally plugged filter element, the other, z. B. opposite polarity, permanent magnets or a magnetic material such. As steel, attracted to the material of the filter element and thus the valve is actuated. Or the valve body is formed of a material which is magnetically attracted by a magnet, preferably a permanent magnet such that the valve body is movable by this magnetic attraction force in an open position and can be held in the open position, that is kept open, as long the magnetic force acts. This magnetic force can, for. B. be effected by a permanent magnet on the filter element to be used. Advantageously can be effected by this actuation by means of magnetic force a non-contact and thus extremely low-wear movement of the valve body.
Als Ventilkörper ist an dem derartigen Ventil erfindungsgemäß eine Ventilklappe ausgebildet. Eine solche Ventilklappe kann präzise geführt mittels Magnetkraft betätigt werden und kann zugleich ausreichend Spiel aufweisen, um auch mit geringer Krafteinwirkung sicher betätigt zu werden.As a valve body according to the invention a valve flap is formed on the valve of this type. Such a valve flap can be precisely controlled by means of magnetic force and at the same time can have sufficient clearance to be safely operated even with little force.
Besonders bevorzugt sind zwei Ventilklappen in einander gegenüberliegender Anordnung vorgesehen. Die beiden Ventilklappen können dann einzeln die Strömungsquerschnittsfläche des zugehörigen fluidleitenden Anschlusses verkleinern oder vergrößern, wodurch auch Schaltstufen eines nur teilweise geschlossenen Anschlusses erkannt werden können. So kann insbesondere bei einem ersten Typ Filterelement als eine erste Schaltstufe nur eine Ventilklappe geöffnet sein. Bei einem zweiten Typ Filterelement können als eine zweite Schaltstufe beide Ventilklappen geöffnet sein. Eine zugehörige Messeinrichtung kann dann anhand des hydraulischen Drucks bzw. Staudrucks am teilweise geschlossenen oder vollständig geöffneten Anschluss erkennen, welcher Typ Filterelement eingesetzt ist. So kann ein und dieselbe Art Filtergehäuse als Gleichteil für mehrere Typen Filtereinrichtungen genutzt werden.Particularly preferably, two valve flaps are provided in mutually opposite arrangement. The two valve flaps can then individually reduce or increase the flow cross-sectional area of the associated fluid-conducting connection, as a result of which switching stages of an only partially closed connection can also be detected. Thus, in particular in the case of a first type of filter element, only one valve flap can be opened as a first switching stage. In a second type filter element, both valve flaps can be opened as a second switching stage. An associated measuring device can then recognize on the basis of the hydraulic pressure or dynamic pressure on the partially closed or fully open connection, which type of filter element is used. Thus, one and the same type of filter housing can be used as a common part for several types of filter devices.
Die mindestens eine Ventilklappe ist vorzugsweise mittels einer Feder in ihre geschlossene Stellung gedrängt. Damit ist sichergestellt, dass bei nicht eingesetztem Filterelement das Ventil geschlossen ist und entsprechend dieser Fehler an der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung erkannt wird.The at least one valve flap is preferably urged by a spring in its closed position. This ensures that when the filter element is not used, the valve is closed and correspondingly recognized this error in the filter device according to the invention.
Alternativ oder zusätzlich ist die erfindungsgemäße Ventilklappe vorteilhaft bei normaler Einbaulage der Filtereinrichtung mittels ihres Eigengewichts in ihre geschlossene Stellung gedrängt. Diese Weiterbildung ist konstruktiv besonders einfach und zugleich wirkungsvoll.Alternatively or additionally, the valve flap according to the invention is advantageously urged in its normal position of installation of the filter device by means of its own weight in its closed position. This development is structurally particularly simple and effective at the same time.
Um das derartige Ventil zu betätigen, ist besonders bevorzugt das Filterelement im Bereich des Anschlusses mit einem magnetischen Material gestaltet. Dort ist vorteilhaft ein, insbesondere ein einziger Permanentmagnet angeordnet, mit dem dann ein am Anschluss angeordneter Ventilkörper betätigbar ist. Der Ventilkörper ist bevorzugt mit einem Eisenkern oder wahlweise mit einem gegenpoligen magnetischen Körper gestaltet. Gegenpolig bedeutet, wie oben erläutert, dass sich ein Nordpol und ein Südpol der beteiligten Magnete anziehen.In order to operate the valve of this type, the filter element is particularly preferably designed in the region of the connection with a magnetic material. There is advantageous one, in particular a single permanent magnet arranged, with which then a valve disposed on the valve body can be actuated. The valve body is preferably designed with an iron core or optionally with a counter-pole magnetic body. Counter-pole means, as explained above, that attract a north pole and a south pole of the involved magnets.
Dadurch, dass das Ventil geöffnet ist, wenn ein ordnungsgemäßes Filterelement in dem Filtergehäuse eingesetzt ist wird vorteilhaft bewirkt, dass nur bei Einsetzen eines ordnungsgemäßen Filterelements die Filtereinrichtung von Fluid durchströmbar ist. Bei Einsetzen eines falschen bzw. keines Filterelements dagegen kann das Fluid die Filtereinrichtung nur in geringem Maße oder gar nicht durchströmen, wodurch vorteilhaft stromabwärts gelegene Komponenten vor ungereinigtem oder mangelhaft gereinigtem Fluid geschützt werden.The fact that the valve is open when a proper filter element is inserted in the filter housing is advantageously effected only when a proper Filter element, the filter device is flowed through by fluid. On the other hand, if a wrong or no filter element is inserted, the fluid can flow through the filter device only to a small extent or not at all, as a result of which advantageously downstream components are protected against unpurified or poorly cleaned fluid.
Ferner sind bei der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung bevorzugt eine Messeinrichtung zum Messen des hydraulischen Drucks am Anschluss und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebs der Filtereinrichtung in Abhängigkeit des gemessenen Drucks vorgesehen. Die Messeinrichtung kann dann erkennen, ob das oben genannte Ventil ordnungsgemäß geöffnet oder aber fehlerhaft zumindest teilweise geschlossen ist.Furthermore, a measuring device for measuring the hydraulic pressure at the connection and a control device for controlling the operation of the filter device as a function of the measured pressure are preferably provided in the filter device according to the invention. The measuring device can then detect whether the above-mentioned valve is properly opened or incorrectly at least partially closed.
Erfindungsgemäß ist entsprechend auch ein Filterelement für eine derartige Filtereinrichtung geschaffen, bei dem im Bereich eines fluidleitenden Anschlusses zu einem das Filterelement aufnehmenden Filtergehäuse ein magnetisches Material vorgesehen ist.According to the invention, a filter element is accordingly provided for such a filter device in which a magnetic material is provided in the region of a fluid-conducting connection to a filter housing accommodating the filter element.
Schließlich ist die Erfindung auch auf eine Verwendung einer derartigen erfindungsgemäßen Filtereinrichtung speziell an einer Kraftstoffversorgungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs gerichtet.Finally, the invention is also directed to a use of such a filter device according to the invention specifically to a fuel supply device of a motor vehicle.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:Exemplary embodiments of the solution according to the invention will be explained in more detail below with reference to the attached schematic drawings. It shows:
In den
Der Filterelementdeckel
Der fluidleitende Anschluss
Dabei ist an der Innenseite bzw. inneren Mantelfläche des Filterelement-Stutzens an einem dem Filtergehäusedeckel
Der fluidleitende Anschluss
Um diese Schwenkbewegung der Ventilkörper
In einem anderen, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann das magnetische Material auch außenseitig am Filterelement-Stutzen
In einem weiteren, hier ebenfalls nicht dargestellten Ausführungsbeispiel, kann das Ventil
Mittels einer am fluidleitenden Anschluss
In einem weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel, ähnlich zu
In den
Mit Hilfe eines Anschlags
Um den derart klappenförmigen Ventilkörper
Wenn hingegen kein ordnungsgemäßes Filterelement
Die Filtereinrichtung
Wie weiter oben beschrieben kann es sich bei dem Anschluss
Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung
Bevorzugt wird das Filterelement
Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung
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