DE102016008529A1

DE102016008529A1 - Filterelement mit Behälter und Filtersystem

Info

Publication number: DE102016008529A1
Application number: DE102016008529.0A
Authority: DE
Inventors: Arndt-Udo Rolle; Idriss Razgani
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2016-07-18
Filing date: 2016-07-18
Publication date: 2018-01-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filterelement (10), insbesondere zur Kraftstofffilterung, vorzugsweise mit integrierter Wasserabscheidung, umfassend wenigstens einen ringförmigen Filterkörper (12) radial zwischen einer bestimmungsgemäßen Rohseite (72) und einer bestimmungsgemäßen Reinseite (70), sowie umfassend einen Behälter (24) zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Filterkörpers (12) in einem Inneren (38) des Behälters (24). An dem Behälter (24) ist eine radial umlaufende Dichtung (40) vorgesehen. Die Dichtung (40) ist bei bestimmungsgemäßer Verwendung in einem Filtersystem (100) in Wirkzusammenhang mit einem Filtergehäuse (108) zur Abdichtung eines Inneren (120) des Filtersystems (100) gegen eine Umgebung (122) vorgesehen. Weiter ist die Dichtung (40) zur Abdichtung von der zumindest teilweise zwischen dem Behälter (24) und dem Filterkörper (72) ausgebildeten, bestimmungsgemäßen Rohseite (72) und der zumindest teilweise außerhalb des Behälters (24) ausgebildeten, bestimmungsgemäßen Reinseite (70) vorgesehen.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Filterelement mit einem Behälter zur Kraftstofffilterung mit Wasserabscheidung, insbesondere zur Verwendung als Kraftstofffilter einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Filtersystem mit einem solchen Filterelement.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2009 058 812 A1 ist eine Filtereinrichtung bekannt, welche einen von einem Deckel verschlossenen und als separaten Behälter ausgebildeten Wassersammelraum vorsieht, und welche eine Wasserabscheideeinrichtung vorsieht, wobei zumindest der Behälter, der Deckel und die Wasserabscheideeinrichtung, vorzugsweise sogar der Behälter, der Deckel, die Wasserabscheideeinrichtung und das Ringfilterelement, eine zusammenhängende und insbesondere einteilig ausgebildete Baugruppe bilden. Dadurch ist es möglich, bei einer turnusmäßigen Wartung der Filtereinrichtung, bei welcher beispielsweise ein Ringfilterelement ausgetauscht wird, gleichzeitig auch die den Behälter, den Deckel und die Wasserabscheideeinrichtung umfassende Baugruppe mit auszutauschen, wodurch nicht nur das abgeschiedene Wasser sondern zugleich auch der sich im Wassersammelraum angesammelte Schlamm entsorgt werden können. Dabei ist denkbar, dass die den Wassersammelraum beinhaltende Baugruppe nicht immer ausgetauscht werden muss, sofern der Wassersammelraum mit Wasser gefüllt ist, sondern dass auch ein bisher bekanntes Entleeren des Wassersammelraums, beispielsweise über eine Pumpe oder einen Blow-by-Kanal, möglich ist. Bei dieser normalen Entleerung des Wassersammelraums wird aber wie bei bisherigen Filtereinrichtungen üblicherweise der sich im Wassersammelraum angesammelte Schlamm nicht mit entsorgt. Die Filtereinrichtung bietet demnach die Option, die den Wassersammelraum und die Wasserabscheideeinrichtung beinhaltende Baugruppe komplett auszutauschen, wodurch auch ein Austausch der Wasserabscheideeinrichtung vereinfacht wird. Die aus dem Behälter, dem Deckel und der Wasserabscheideeinrichtung bestehende Baugruppe kann dabei als ein Bauteil ausgestaltet werden, wodurch sich insbesondere die Wartung der Filtereinrichtung vereinfacht. Beim Filterwechsel kann so keinerlei Verschmutzung in den, auf der Reinseite befindlichen, Wassersammelraum gelangen.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Filterelement zur Kraftstofffilterung mit Wasserabscheidung zu schaffen, das bei einem Tausch des Filterelements eine Verunreinigung der Reinseite mit Rohfluid verhindert.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filtersystem zur Kraftstofffilterung mit Wasserabscheidung zu schaffen, das bei einem Tausch des Filterelements eine Verunreinigung der Reinseite mit Rohfluid verhindert.
Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einem Filterelement, umfassend wenigstens einen ringförmigen Filterkörper radial zwischen einer bestimmungsgemäßen Rohseite und einer bestimmungsgemäßen Reinseite, sowie umfassend einen Behälter zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Filterkörpers in einem Inneren des Behälters, wobei an dem Behälter eine radial umlaufende Dichtung vorgesehen ist.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird die weitere Aufgabe durch ein Filtersystem gelöst, das zur Aufnahme eines solchen auswechselbaren Filterelements vorgesehen ist.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Es wird ein Filterelement vorgeschlagen, insbesondere zur Kraftstofffilterung, vorzugsweise mit integrierter Wasserabscheidung, umfassend wenigstens einen ringförmigen Filterkörper radial zwischen einer bestimmungsgemäßen Rohseite und einer bestimmungsgemäßen Reinseite, sowie umfassend einen Behälter zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Filterkörpers in einem Inneren des Behälters. Dabei ist an dem Behälter eine radial umlaufende Dichtung vorgesehen, wobei die Dichtung bei bestimmungsgemäßer Verwendung in einem Filtersystem in Wirkzusammenhang mit einem Filtergehäuse zur Abdichtung eines Inneren des Filtersystems gegen eine Umgebung des Filtersystems vorgesehen ist und wobei die Dichtung zur Abdichtung von der zumindest teilweise zwischen dem Behälter und dem Filterkörper ausgebildeten, bestimmungsgemäßen Rohseite und der zumindest teilweise außerhalb des Behälters ausgebildeten, bestimmungsgemäßen Reinseite vorgesehen ist.
Das erfindungsgemäße Filterelement weist einen Behälter auf, welcher den Filterkörper wenigstens teilweise, insbesondere in bestimmungsgemäßer Verwendung senkrecht stehend in einem Filtergehäuse eines Filtersystems, über eine Oberkante einer ersten, bestimmungsgemäß oberen Endscheibe, bzw. über eine Oberkante des Filtergehäuses, hinaus aufnehmen kann. Der Behälter kann mit einer zweiten, bestimmungsgemäß unteren Endscheibe, welche die Rohfluidseite des Filterelements gegen einen reinseitigen Wassersammelraum begrenzt, fluiddicht verbunden sein und eine Wandung aufweisen, welche ebenfalls fluiddicht oder filtrierend ausgebildet sein kann, so dass die Rohfluidseite mit dem Filterkörper gekammert ist und bei Entnahme des Filterelements aus dem Filtergehäuse kein Rohfluid auf die Reinseite oder in den Wassersammelraum gelangen kann. Damit verschließt der Behälter den Durchlass zwischen Rohseite und reinseitigem Wassersammelraum.
Vorteilhaft kann der Filterkörper an einer ersten Stirnseite mit einer ersten, bestimmungsgemäß oberen Endscheibe und an einer zweiten Stirnseite mit einer zweiten, bestimmungsgemäß unteren Endscheibe abgeschlossen sein. Der Behälter kann wenigstens mit der zweiten Endscheibe fluiddicht verbunden sind. Die Dichtung kann an einem radialen Außenrand des Behälters angeordnet sein.
Der Behälter kann eine eigene Entnahmehilfe aufweisen oder mit der ersten Endscheibe verbunden sein. Das Filterelement kann rohseitig auch durch die erste Endscheibe angeströmt werden, wobei dann der Behälter am äußeren Rand der Endscheibe ansetzt, die hier über den Filterkörper hinausragt. Die Rohseite ist dann durch die erste Endscheibe, den Filterkörper, die zweite Endscheibe und den Behälter gekammert.
Durch den Einsatz eines solchen Behälters kann eine Vermischung von Rohfluid mit dem gefilterten Reinfluid und/oder dem abgeschiedenen Wasser verhindert werden. Durch die an dem radialen Außenrand des Behälters umlaufende Dichtung wird eine effektive und zuverlässige Abdichtung zwischen Rohseite und Reinseite sowie zwischen dem Filtergehäuse und der Umgebung erreicht. Dadurch ergibt sich weiter eine größere Freiheit beim Einbau von WIF(water in fuel)-Sensoren sowie bei der Realisierung eines Wasserablasses durch den Boden des Filtergehäuses. Auch kann so ein größerer Wassersammelraum auf Grund des Entfalls des Einzugs für einen Dichtring an der bestimmungsgemäß unteren Endscheibe vorgesehen sein. Ein Filterelementwechsel lässt sich so sauber gestalten, da der Restkraftstoff in dem Behälter verbleibt. Außerdem entfällt durch die kombinierte Abdichtung zwischen Rohseite und Reinseite sowie zwischen Filtergehäuse und Umgebung eine weitere Dichtung.
Durch die umlaufende Dichtung vereinfacht sich die Abdichtung beim Einsatz des Filterelements in einem Filtergehäuse, insbesondere ist es möglich, die Dichtquerschnitte insbesondere bei Wasserabscheidung zu verkleinern. Weiter kann durch die Verlagerung der Dichtstelle ein Einzug an dem Behälter vermieden werden und damit ein etwaiger größerer Wassersammelraum vorgesehen werden.
Der Behälter kann als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet sein und beispielsweise aus Polyamid, insbesondere PA 6.6, gebildet sein. Eine Wandstärke kann beispielsweise ca. 1 mm betragen, da der zur Verfügung stehende Bauraum begrenzt ist, während die Stärke eines Bodenteils des Behälters beispielsweise ca. 2 mm betragen kann. Da die Druckdifferenz zwischen Rohseite und Reinseite bis zu 10 bar betragen kann, ist eine ausreichende Festigkeit gegen axiale Zugbelastung erforderlich, welche durch das angegebene Material bei der angegebenen Stärke gewährleistet wäre. Eine Festigkeit in radialer Richtung ist nicht erforderlich, wenn eine geeignete Toleranzgestaltung am Filtergehäuse ermöglicht wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Behälter zur Kammerung der Rohseite zwischen Filterkörper und Behälter vorgesehen sein. Diese kann mit dem radialen Außenrand abschließen. In das Filterelement eintretendes Rohfluid ist so innerhalb des Behälters gekammert und kann, da der Behälter an einer Unterseite mit dem Filterkörper fluiddicht abschließen kann, nicht auf die Reinseite gelangen. So kann das Filterelement aus dem Filtergehäuse bei einem Wechsel entnommen werden, ohne dass Rohfluid oder Schmutz auf die Reinseite oder in einen etwaigen Wassersammelraum gelangt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann im Inneren des Filterkörpers eine Wasserabscheideeinheit vorgesehen sein. Vorteilhaft kann der Wasserabscheideeinheit ein Koaleszer zur Tropfenvergrößerung vorgeschaltet sein. Dies erlaubt einen kompakten Aufbau des Filterelements und eine zusätzliche Funktion des Filterelements zur Filterfunktion desselben.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann abgeschiedenes Wasser durch einen Wasserablass an einer bestimmungsgemäß unteren Stirnseite des Filterelementes einem Wassersammelraum zuführbar sein. Vorteilhaft kann die Abfuhr von Wasser gezielt erfolgen und beispielsweise Wasser in einen Wasseraustragskanal abgeführt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Behälter zwischen dem Wassersammelraum und der Rohseite des Filterelements vorgesehen sein. Günstigerweise kann der Behälter die Rohseite vom Wassersammelraum trennen. Günstigerweise kann so ein Schmutzeintrag von der Rohseite in den Wassersammelraum vermieden werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Dichtung so angeordnet vorgesehen sein, dass sie zwischen zwei Gehäuseteilen eines das Filterelement aufweisenden Filtersystems axial verpressbar sein kann. Die Dichtwirkung kann beim Schließen des Gehäuses automatisch hergestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Dichtung zur Ausbildung einer radialen Abdichtung an einem Gehäuseteil eines das Filterelement aufnehmenden Filtersystems vorgesehen sein. Zusätzlich zu der axialen Wirkung kann die Dichtung auch radial wirken. Dies erlaubt einen kostengünstigen Aufbau eines Filtersystems mit wenigen Bauteilen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Dichtung den radialen Außenrand umschließen und für eine axiale Abdichtung in einer Längsrichtung des Filterkörpers und/oder eine radiale Abdichtung vorgesehen sein. Die Dichtung kann so beim Einsetzen in ein erstes Gehäuseteil des Filtergehäuses dichtend auf einem Bund des Gehäuseteils aufliegen, so dass ein zweites Gehäuseteil, beispielsweise ein Deckel von oben auf die Dichtung drücken kann und beim Verschließen des Filtergehäuses dieses abdichten kann. Die Dichtwirkung kommt dabei durch die axiale Verpressung der Dichtung durch die beiden Gehäuseteile zustande. So kann über die Dichtung die Rohseite gegen die Reinseite des Filterelements als auch das erste und das zweite Gehäuseteil gegen die Umgebung abgedichtet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Bodenteil des Behälters mit einer radialen Innenseite einer bestimmungsgemäß unteren Endscheibe des Filterelements fluiddicht verbunden sein. Diese Endscheibe schließt den Filterkörper zur Reinseite hin ab. So kann über die Verbindung des Bodenteils des Behälters eine Kammerung der Rohseite gegen die Reinseite erreicht werden, da das Rohfluid so zwischen Behälterinnenwand und dem Filterkörper strömt und mit der unteren Endscheibe gegen die Reinseite einschließlich des Wassersammelraums, der ebenfalls auf der Reinseite angeordnet ist, abgedichtet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Filterkörper vollständig im Inneren des Behälters angeordnet sein. Auf diese Weise kann eine Verschmutzung der Reinseite durch Rohfluid oder Schmutz beim Austausch des Filterelements in einem Filtersystem wirksam verhindert werden, da der Filterkörper, der teilweise mit Rohfluid bedeckt oder getränkt ist, vollständig im Inneren des Behälters verbleibt und wie in einer Wanne das Rohfluid nicht auf die Reinseite fließen oder abtropfen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Außenseite des Filterkörpers von einer Innenseite eines Wandteils des Behälters zumindest teilweise beabstandet sein. Damit ist gewährleistet, dass das Rohfluid auf der Außenseite des Filterkörpers entlang nach unten fließen kann und so über die gesamte außen liegende Oberfläche des Filterkörpers in den Filterkörper eindringen und gefiltert werden kann. So wird eine möglichst große Effizienz beim Filtern des Rohfluids erreicht. Dieser Effekt kann erreicht werden, selbst wenn äußere Faltenkanten an der Innenseite des Behälters anliegen können.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann radial innenliegend an dem Filterkörper ein Koaleszenzelement angeordnet sein. Das Koaleszenzelement dient zur Tropfenvergrößerung von in dem Fluid, insbesondere Kraftstoff, enthaltenem Wasser, so dass die Wassertropfen eine gewisse kritische Größe erreichen können und dadurch auf Grund der Schwerkraft an einem Wasserabscheider entlang nach unten abgeleitet werden können. Damit ist eine effektive Wasserabscheidung aus dem Kraftstoff möglich, wobei das Wasser in einem unter dem Filterelement auf der Reinseite angeordneten Wassersammelraum gesammelt und bei Erreichen einer vorgegebenen Menge daraus abgeleitet werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine bestimmungsgemäß obere Endscheibe des Filterelements eine an einem axial in Längsrichtung hervorstehenden Bund angeordnete radiale Dichtung aufweisen, welche bei bestimmungsgemäßer Verwendung in einem Filtersystem zur Abdichtung von Reinseite gegen Rohseite vorgesehen ist. Da der radial innere Bereich des Filterelements üblicherweise als Reinseite angeordnet ist, ist es zweckmäßig, an der ersten, oberen Endscheibe eine Dichtung vorzusehen, welche zwischen Rohseite und Reinseite abdichtet, so dass das Rohfluid auf die Außenseite des Filterkörpers strömen kann und nicht in den inneren Bereich mit der Reinseite gelangt.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids, umfassend ein Filterelement mit wenigstens einem ringförmigen Filterkörper radial zwischen einer bestimmungsgemäßen Rohseite und einer bestimmungsgemäßen Reinseite, sowie mit einem Behälter zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Filterkörpers in einem Inneren des Behälters, wobei an dem Behälter eine radial umlaufende Dichtung vorgesehen ist. Weiter umfasst das Filtersystem ein Filtergehäuse, umfassend ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil, in welchem das Filterelement angeordnet ist. Dabei ist der Behälter mit wenigstens der bestimmungsgemäß unteren Endscheibe fluiddicht verbunden und an seiner bestimmungsgemäß oberen Stirnseite an einem radialen Außenrand des Behälters eine radial umlaufende Dichtung vorgesehen. Die Dichtung ist dabei in Wirkzusammenhang mit dem Filtergehäuse zur Abdichtung eines Inneren des Filtersystems gegen eine Umgebung des Filtersystems vorgesehen. Die Dichtung ist zur Abdichtung von der zumindest teilweise zwischen dem Behälter und dem Filterkörper ausgebildeten, bestimmungsgemäßen Rohseite des Filterelements und der zumindest teilweise außerhalb des Behälters ausgebildeten, bestimmungsgemäßen Reinseite vorgesehen.
Das Filterelement, welches den im Inneren des Behälters angeordneten Filterkörper aufweist, ermöglicht bei dem bestimmungsgemäßen Einsatz im Filtergehäuse des Filtersystems, das Filterelement aus dem Filtergehäuse zu entnehmen, eine Vermischung von Reinfluid mit Rohfluid zu vermeiden, da im Filterelement noch vorhandenes Rohfluid innerhalb des Behälters verbleibt und so nicht auf die Reinseite des Filtersystems einschließlich des Wassersammelraums gelangen kann.
Durch den Einsatz eines solchen Filterelements mit einem Behälter um den Filterkörper kann ein Eintrag von Rohfluid in das gefilterte Reinfluid und/oder das abgeschiedene Wasser verhindert werden. Durch die an dem radialen Außenrand des Behälters umlaufende Dichtung wird eine effektive und zuverlässige Abdichtung zwischen Rohseite und Reinseite sowie zwischen dem Filtergehäuse und der Umgebung erreicht. Dadurch ergibt sich weiter eine größere Freiheit beim Einbau von WIF(water in fuel)-Sensoren sowie bei der Realisierung eines Wasserablasses durch den Boden des Filtergehäuses. Auch kann so ein größerer Wassersammelraum in dem Filtersystem vorgesehen sein. Ein Filterelementwechsel lässt sich so sauber gestalten, da der Restkraftstoff in dem Behälter verbleibt. Außerdem entfällt durch die kombinierte Abdichtung zwischen Rohseite und Reinseite sowie zwischen Filtergehäuse und Umgebung eine weitere Dichtung.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Filterelement im eingebauten Zustand bei geschlossenem Filtergehäuse eine Kammerung der Rohseite zwischen Filterkörper und Behälter vorsehen. In das Filterelement eintretendes Rohfluid ist so innerhalb des Behälters gekammert und kann, da der Behälter an einer Unterseite mit dem Filterkörper fluiddicht abschließt, nicht auf die Reinseite gelangen. So kann das Filterelement aus dem Filtergehäuse bei einem Wechsel entnommen werden, ohne dass Rohfluid oder Schmutz auf die Reinseite oder in den Wassersammelraum gelangt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Dichtung zur Abdichtung von dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil des Filtersystems gegen die Umgebung vorgesehen sein. Auf diese Weise lässt sich ein wirksames und effizientes Dichtsystem realisieren.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann im Inneren des Filterkörpers eine Wasserabscheideeinheit vorgesehen sein. Das Filtersystem bietet so mehrere Funktionen in einem kompakten Bauraum. Der Wasserabscheideeinheit kann vorteilhaft radial innerhalb des Filterkörpers ein Koaleszer vorgeschaltet angeordnet sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann abgeschiedenes Wasser durch einen Wasserablass an der unteren Stirnseite des Filterelementes einem Wassersammelraum zuführbar sein. Bei einem Wechsel des Filterelements können Wassersammelraum und Rohseite des Filterelements getrennt bleiben.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Behälter zwischen dem Wassersammelraum und der Rohseite des Filterelements vorgesehen sein. Vorteilhaft kann der Behälter den Wassersammelraum und die Rohseite voneinander trennen. Das Filterelement kann gewechselt werden, ohne dass Wassersammelraum und Rohseite in Kontakt kommen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Dichtung zur Ausbildung einer radialen Abdichtung an einem Gehäuseteil des Filtergehäuses vorgesehen sein. Die Dichtung kann eine axiale wie auch radiale Abdichtung bereitstellen, was einen kompakten Aufbau mit wenigen Bauteilen ermöglicht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Dichtung im eingebauten Zustand bei geschlossenem Filtergehäuse zwischen zwei Gehäuseteilen axial verpresst sein. Die Dichtung kann so beim Einsetzen in das erste Gehäuseteil des Filtergehäuses dichtend auf einem Bund des Gehäuseteils aufliegen, so dass das zweite Gehäuseteil, beispielsweise ein Deckel von oben auf die Dichtung drücken kann und beim Verschließen des Filtergehäuses dieses abdichten kann. Die Dichtwirkung kommt dabei durch die axiale Verpressung der Dichtung durch die beiden Gehäuseteile zustande. So kann über die Dichtung die Rohseite gegen die Reinseite des Filterelements als auch das erste und das zweite Gehäuseteil gegen die Umgebung abgedichtet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine an einem axial in Längsrichtung hervorstehenden Bund einer bestimmungsgemäß oberen Endscheibe des Filterelements angeordnete radiale Dichtung zur Abdichtung von Reinseite gegen Rohseite an einer an dem zweiten Gehäuseteil angeordneten Aufnahme anliegen. Die Dichtung kann dabei zweckmäßigerweise gegen einen an dem zweiten Gehäuseteil angeordneten in axialer Längsrichtung nach unten gerichteten Bund abdichten, der beispielsweise den Bund des Filterelements umfasst. Da der radial innere Bereich des Filterelements üblicherweise als Reinseite angeordnet ist, ist es zweckmäßig, an der ersten, bestimmungsgemäß oberen Endscheibe die Dichtung vorzusehen, welche zwischen Rohseite und Reinseite abdichtet, so dass das Rohfluid auf die Außenseite des Filterkörpers strömen kann und nicht in den inneren Bereich mit der Reinseite gelangt. Auf diese Weise ist eine wirksame Abschottung der Rohseite des Filtersystems von der Reinseite zu erreichen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen beispielhaft:
1 eine Schnittdarstellung eines Filtersystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 einen Ausschnitt des Filtersystems aus 1 mit Fokus auf die Verbindung des Behälters mit der Endscheibe des Filterelements; und
3 einen Ausschnitt des Filtersystems aus 1 mit Fokus auf die Abdichtung des Filterelements zum Filtergehäuse.
Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Filtersystems 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Filtersystem 100 umfasst ein Filterelement 10 mit einem ringförmigen Filterkörper 12, der radial zwischen einer bestimmungsgemäßen Rohseite 72 und einer bestimmungsgemäßen Reinseite 70 angeordnet ist. Das Filtersystem 100 umfasst weiter ein Filtergehäuse 108, umfassend ein erstes Gehäuseteil 109 und ein zweites Gehäuseteil 110, in welchem das Filterelement 10 angeordnet ist. Der Filterkörper 12 des Filterelements 10 ist an einer ersten Stirnseite 14 mit einer ersten, bestimmungsgemäß oberen Endscheibe 16 und an einer zweiten Stirnseite 18 mit einer zweiten, bestimmungsgemäß unteren Endscheibe 20 abgeschlossen. Der Filterkörper 12 ist hohlzylinderförmig ausgebildet und wird von innen durch ein Stützrohr 32 gegen den Druck des zu filternden Fluids gestützt.
Weiter weist das Filterelement einen Behälter 24 auf, in dessen Inneren 38 der Filterkörper 12 vollständig angeordnet ist. Der Behälter 24 ist mit der zweiten Endscheibe 20 fluiddicht verbunden. An der ersten, oberen Stirnseite 14 ist an einem radialen Außenrand 34 des Behälters 24 eine radial umlaufende Dichtung 40 vorgesehen, wobei die Dichtung 40 in Wirkzusammenhang mit dem Filtergehäuse 108 zur Abdichtung eines Inneren 120 des Filtersystems 100 und folglich auch eines Inneren 38 des Behälters 24 gegen eine Umgebung 122 sowie zur Abdichtung von der zumindest teilweise zwischen dem Behälter 24 und dem Filterkörper 72 ausgebildeten, bestimmungsgemäßen Rohseite 72 des Filterelements 10 und der zumindest teilweise außerhalb des Behälters 24 ausgebildeten, bestimmungsgemäßen Reinseite 70 vorgesehen ist. Die Dichtung 40 umschließt den radialen Außenrand 34 und ist für eine axiale Abdichtung in einer Längsrichtung L des Filterkörpers 12 durch axiale Verpressung bei geschlossenem Filtergehäuse 108, bei dem das zweite Gehäuseteil 110 auf das erste Gehäuseteil 109 aufgesetzt ist, vorgesehen. Zugleich dichtet die Dichtung 40 auch in radialer Richtung ab. Der Behälter 24 mit dem darin angeordneten Filterkörper 12 ist in das erste Gehäuseteil 109 des Filtergehäuses 108 eingesetzt und liegt mit dem Außenrand 34 auf einem Bund 116 des ersten Gehäuseteils 109 auf. Danach wird das zweite Gehäuseteil 110 auf das erste Gehäuseteil 109 gesetzt und so, beispielsweise durch Verschrauben das Filtergehäuse 108 verschlossen. Dabei wird die Dichtung 40 in axialer Richtung L verpresst und dichtet so Rohseite 72 gegen Reinseite 70 sowie die beiden Gehäuseteile 109, 110 gegen die Umgebung 122 ab.
Das Filterelement 10 dient zur Kraftstofffilterung mit integrierter Wasserabscheidung und sieht im eingebauten Zustand bei geschlossenem Filtergehäuse 108 eine Kammerung der Rohseite 72 zwischen Filterkörper 12 und Behälter 24 vor, welche mit dem radialen Außenrand 34 des Behälters 24 abschließt. Ein Bodenteil 28 des Behälters 24 ist dazu mit einer radialen Innenseite 36 der zweiten Endscheibe 20 fluiddicht verbunden.
Eine an einem axial in Längsrichtung L hervorstehenden Bund 50 der ersten Endscheibe 16 des Filterelements 10 angeordnete radiale Dichtung 22 liegt zur Abdichtung von Reinseite 70 gegen Rohseite 72 an einer an dem zweiten Gehäuseteil 110 angeordneten Aufnahme 112 an.
Eine radiale Außenseite 42 des Filterkörpers 12 ist wenigstens teilweise von einer Innenseite 48 eines Wandteils 26 des Behälters 24 beabstandet, so dass Rohfluid entlang der Außenseite 42 des Filterkörpers 12 nach unten strömen und über die volle Länge des Filterkörpers 12 über die radiale Außenseite des Filterkörpers 12 eindringen und so gefiltert werden kann, um als Reinfluid in den radial inneren Bereich des Filterkörpers 12 zu gelangen. Es stört dabei nicht, wenn beispielsweise äußere Faltkanten des Filterkörpers 12 an der Innenseite 48 anliegen.
Das zu filternde Rohfluid, beispielsweise Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, tritt über den Einlass 102 in das Filtersystem 100 ein und strömt so auf der Rohseite 72 zwischen der Innenseite 48 des Wandteils 26 des Behälters 24 und der Außenseite 42 des Filterkörpers 12 entlang nach unten, um so durch den Filterkörper 12 durchzutreten und dabei gefiltert zu werden. Das Reinfluid kann dann auf der Reinseite 70 über den Innenbereich des Filterkörpers nach oben über den Auslass 104 wieder austreten.
Radial innenliegend ist an dem Filterkörper 12 ein Koaleszenzelement 30 angeordnet. Das Koaleszenzelement 30 dient zur Tropfenvergrößerung von in dem Fluid, insbesondere Kraftstoff, enthaltenem Wasser, so dass die Wassertropfen eine gewisse kritische Größe erreichen können und dadurch auf Grund der Schwerkraft an dem Wasserabscheider 31 entlang nach unten abgeleitet werden können. Damit ist eine effektive Wasserabscheidung aus dem Kraftstoff möglich, wobei das Wasser in einem unter dem Filterelement 10 auf der Reinseite 70 angeordneten Wassersammelraum 132 gesammelt und bei Erreichen einer vorgegebenen Menge über einen Wasseraustragskanal 114 daraus abgeleitet, beispielsweise abgepumpt werden kann. Durch einen Wasserablass 39 an der unteren Stirnseite 18 des Filterelementes 10 kann abgeschiedenes Wasser durch den Wasseraustragskanal 114 einem Wassersammelraum 132 zugeführt werden.
Bei einem Wechsel des Filterelements 10 wird das Filtergehäuse 108 geöffnet und nach Abnehmen des zweiten Gehäuseteils 110 das Filterelement 10 mit dem Behälter 24 aus dem ersten Gehäuseteil 109 herausgezogen. Dabei verbleibt das im Inneren des Behälters 24 zwischen Wandteil 26 und dem Filterkörper 12 noch befindliche Rohfluid in dem Behälter 24, der an seinem Bodenteil 28 fluiddicht mit der zweiten Endscheibe 20 verbunden ist und kann so nicht auf die Reinseite 70 des Filtersystems 100 oder in den Wassersammelraum 132 gelangen und diese verschmutzen.
In 2 ist dazu ein Ausschnitt des Filtersystems 100 aus 1 mit Fokus auf die Verbindung des Behälters 24 mit der zweiten Endscheibe 20 des Filterelements 10 dargestellt. Der Behälter 24 ist als Topf mit dem Wandteil 26 und dem Bodenteil 28 ausgebildet, wobei das Bodenteil 28 mit der Innenseite 36 der zweiten Endscheibe 20 fluiddicht verbunden ist, beispielsweise verklebt oder verschweißt. Damit ist die im Inneren 38 des Behälters 24 angesiedelte Rohseite 72 von der Reinseite 70 fluiddicht getrennt.
3 zeigt einen Ausschnitt des Filtersystems 100 aus 1 mit Fokus auf die Abdichtung des Filterelements 10 zum Filtergehäuse 108. Die den radialen Außenrand 34 des Behälters 24 in axialer Richtung L sowie radial nach außen umschließende Dichtung 40 liegt zwischen dem Bund 116 des ersten Gehäuseteils 109 und dem zweiten Gehäuseteil 110 axial verpresst. Dadurch ist die Rohseite 72 gegen die Umgebung 122 sowie die Rohseite 72 gegen die außerhalb des Behälters, jedoch innerhalb des ersten Gehäuseteils 109 sich befindliche Reinseite 70 und die beiden Gehäuseteile 109, 110 gegen die Umgebung 122 abgedichtet.
Durch die axiale Verpressung der Dichtung 40 des Behälters 24 ist das Filterelement 10 selbst mit dem Behälter 24 mit dem darin angeordneten Filterkörper 12 auch gegenüber größeren mechanischen Vibrationen, welche bei einem Einsatz im Kraftfahrzeug auftreten können, sicher und fest fixiert.
Radial innen liegend ist die Rohseite 72 gegen die Reinseite 70 über die Dichtung 22, beispielsweise eine O-Ring-Dichtung, zwischen dem axialen Bund 50 der Endscheibe 16 und dem axialen Bund 112 des zweiten Gehäuseteils 110 gedichtet. Damit ist im Inneren des Filtergehäuses 108 die Rohseite 72 von der Reinseite 70 sicher getrennt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009058812 A1 [0002]

Claims

Filterelement (10), insbesondere zur Kraftstofffilterung, vorzugsweise mit integrierter Wasserabscheidung, umfassend wenigstens einen ringförmigen Filterkörper (12) radial zwischen einer bestimmungsgemäßen Rohseite (72) und einer bestimmungsgemäßen Reinseite (70) sowie umfassend einen Behälter (24) zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Filterkörpers (12) in einem Inneren (38) des Behälters (24), wobei an dem Behälter (24) eine radial umlaufende Dichtung (40) vorgesehen ist, wobei die Dichtung (40) bei bestimmungsgemäßer Verwendung in einem Filtersystem (100) in Wirkzusammenhang mit einem Filtergehäuse (108) zur Abdichtung eines Inneren (120) des Filtersystems (100) gegen eine Umgebung (122) des Filtersystems (100) vorgesehen ist, und wobei die Dichtung (40) zur Abdichtung von der zumindest teilweise zwischen dem Behälter (24) und dem Filterkörper (72) ausgebildeten, bestimmungsgemäßen Rohseite (72) und der zumindest teilweise außerhalb des Behälters (24) ausgebildeten, bestimmungsgemäßen Reinseite (70) vorgesehen ist.
Filterelement nach Anspruch 1, wobei der Behälter (24) zur Kammerung der Rohseite (72) zwischen Filterkörper (12) und Behälter (24) vorgesehen ist.
Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei im Inneren des Filterkörpers (12) eine Wasserabscheideeinheit (31) vorgesehen ist.
Filterelement nach Anspruch 3, wobei abgeschiedenes Wasser durch einen Wasserablass (39) an der unteren Stirnseite (18) des Filterelementes (10) einem Wassersammelraum (132) zuführbar ist.
Filterelement nach Anspruch 4, wobei der Behälter (24) zwischen dem Wassersammelraum (132) und der Rohseite (72) des Filterelements (10) vorgesehen ist, wobei der Behälter (24) insbesondere diese voneinander trennt.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtung (40) so vorgesehen ist, dass sie zwischen zwei Gehäuseteilen (109, 110) eines das Filterelement (10) aufweisenden Filtersystems (100) axial verpressbar ist.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtung (40) zur Ausbildung einer radialen Abdichtung an einem Gehäuseteil (109) eines das Filterelement (10) aufnehmenden Filtersystems (100) vorgesehen ist.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtung (40) den radialen Außenrand (34) umschließt und für eine axiale Abdichtung in einer Längsrichtung (L) des Filterkörpers (12) und/oder radiale Abdichtung vorgesehen ist.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Bodenteil (28) des Behälters (24) mit einer radialen Innenseite (36) einer bestimmungsgemäß unteren Endscheibe (20) fluiddicht verbunden ist.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Filterkörper (12) vollständig im Inneren (38) des Behälters (24) angeordnet ist.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Außenseite (42) des Filterkörpers (12) von einer Innenseite (48) eines Wandteils (26) des Behälters (24) zumindest teilweise beabstandet ist.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei radial innenliegend an dem Filterkörper (12) ein Koaleszenzelement (30) angeordnet ist.
Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine bestimmungsgemäß obere Endscheibe (16) eine an einem axial in Längsrichtung (L) hervorstehenden Bund (50) angeordnete radiale Dichtung (22) aufweist, welche bei bestimmungsgemäßer Verwendung in einem Filtersystem (100) zur Abdichtung von Reinseite (70) gegen Rohseite (72) vorgesehen ist.
Filtersystem (100) zum Filtern eines Fluids, umfassend – ein Filterelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einem ringförmigen Filterkörper (12) radial zwischen einer bestimmungsgemäßen Rohseite (72) und einer bestimmungsgemäßen Reinseite (70), sowie mit einem Behälter (24) zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Filterkörpers (12) in einem Inneren (38) des Behälters (24), wobei an dem Behälter (24) eine radial umlaufende Dichtung (40) vorgesehen ist, – ein Filtergehäuse (108), umfassend ein erstes Gehäuseteil (109) und ein zweites Gehäuseteil (110), in welchem das Filterelement (10) angeordnet ist, wobei der Behälter (24) mit wenigstens einer bestimmungsgemäß unteren Endscheibe (20) fluiddicht verbunden ist und an der zweiten Stirnseite (18) an einem radialen Außenrand (34) des Behälters (24) eine radial umlaufende Dichtung (40) vorgesehen ist, wobei die Dichtung (40) in Wirkzusammenhang mit dem Filtergehäuse (108) zur Abdichtung eines Inneren (120) des Filtersystems (100) gegen eine Umgebung (122) des Filtersystems (100) vorgesehen ist, und wobei die Dichtung (40) zur Abdichtung von der zumindest teilweise zwischen dem Behälter (24) und dem Filterkörper (72) ausgebildeten, bestimmungsgemäßen Rohseite (72) und der zumindest teilweise außerhalb des Behälters (24) ausgebildeten, bestimmungsgemäßen Reinseite (70) vorgesehen ist.
Filtersystem nach Anspruch 14, wobei das Filterelement (10) im eingebauten Zustand bei geschlossenem Filtergehäuse (108) zur Kammerung der Rohseite (72) zwischen Filterkörper (12) und Behälter (24) vorgesehen ist.
Filtersystem nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Dichtung (40) zur Abdichtung von dem ersten Gehäuseteil (109) und dem zweiten Gehäuseteil (110) gegen die Umgebung (122) vorgesehen ist.
Filtersystem nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei im Inneren des Filterkörpers (12) eine Wasserabscheideeinheit (31) vorgesehen ist.
Filtersystem nach Anspruch 17, wobei abgeschiedenes Wasser durch einen Wasserablass (39) an einer unteren Stirnseite (18) des Filterelementes (10) einem Wassersammelraum (132) zuführbar ist.
Filtersystem nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei der Behälter (24) zwischen dem Wassersammelraum (132) und der Rohseite (72) des Filterelements (10) vorgesehen ist, wobei der Behälter (24) insbesondere diese voneinander trennt.
Filtersystem nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die Dichtung (40) zur Ausbildung einer radialen Abdichtung an einem Gehäuseteil (109) des Filtergehäuses (108) vorgesehen ist.
Filtersystem nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die Dichtung (40) im eingebauten Zustand bei geschlossenem Filtergehäuse (108) zwischen zwei Gehäuseteilen (109, 110) axial verpresst ist.
Filtersystem nach einem der Ansprüche 14 bis 21, wobei eine an einem axial in Längsrichtung (L) hervorstehenden Bund (50) einer bestimmungsgemäß oberen Endscheibe (16) des Filterelements (10) angeordnete radiale Dichtung (22) zur Abdichtung von Reinseite (70) gegen Rohseite (72) an einer an dem zweiten Gehäuseteil (110) angeordneten Aufnahme (112) anliegt.