DE102019004560A1 - filter - Google Patents
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Abstract
Bei einem Filter (1) mit zumindest einem Außengehäuse (2) und zumindest einem Filterelement (4), ist zumindest ein Innengehäuse (3) vorgesehen, wobei das zumindest eine Innengehäuse (3) innerhalb des zumindest einen Außengehäuses (2) und das zumindest einen Filterelement (4) innerhalb des zumindest einen Innengehäuses (3) angeordnet und zwischen dem zumindest einen Innengehäuse (3) und dem zumindest einen Außengehäuse (2) zumindest ein Durchströmungsraum (39) zum Durchströmen mit Temperiermedium (5) zum Temperieren zumindest eines durch das zumindest eine Filterelement (4) strömbaren oder strömenden Filtermediums (6) vorgesehen ist.In the case of a filter (1) with at least one outer housing (2) and at least one filter element (4), at least one inner housing (3) is provided, the at least one inner housing (3) within the at least one outer housing (2) and the at least one Filter element (4) arranged within the at least one inner housing (3) and between the at least one inner housing (3) and the at least one outer housing (2) at least one flow chamber (39) for the temperature control medium (5) to flow through for temperature control of at least one through the at least a filter element (4) flowable or flowing filter medium (6) is provided.
Description
Die Erfindung betrifft einen Filter mit zumindest einem Außengehäuse und zumindest einem Filterelement.The invention relates to a filter with at least one outer housing and at least one filter element.
Filter sind beispielweise für Automotive-Anwendungen im Bereich der Wassereinspritzung als einem Verfahren zum Senken der Ansauglufttemperatur bei Verbrennungsmotoren bekannt. Durch die Wassereinspritzung kann eine Leistungssteigerung einerseits, andererseits ein Absenken von Emissionen oder des Kraftstoffverbrauchs erzielt werden. Mit der Wassereinspritzung wird ein Absenken der Verbrennungstemperatur erreicht. Hierdurch wird die Klopfgefahr reduziert, aufgrund der besseren Füllung und des geringeren Kraftstoffeinsatzes reduzieren sich die Abgase. Um die maximal zulässige Temperatur eines Katalysators bei Höchstleistung nicht zu überschreiten, wird dabei Wasser in den Ansaugtrakt oder Brennraum eines Motors eingespritzt. Die verdunstende Flüssigkeit senkt die Temperatur ab und vermindert dadurch die Verdichtungsarbeit. Zum Filtern des Wassers werden Filter verwendet. Diese sollten einerseits eine ausreichende Filterfeinheit aufweisen, andererseits eine ausreichende Filterkapazität innerhalb eines jeweiligen Wartungsintervals. Gerade durch die Verwendung eines Mediums, wie Wasser, besteht bei niedrigen Umgebungstemperaturen die Gefahr eines Gefrierens des Mediums nicht nur in den jeweiligen Medienleitungen, sondern auch innerhalb des Filters. Das Wasser kann bei einer Anwendung im Bereich der Wassereinspritzung nicht mit Frostschutzmittel versetzt werden, so dass eine andere Lösung gefunden werden muss.Filters are known, for example, for automotive applications in the area of water injection as a method for lowering the intake air temperature in internal combustion engines. By injecting water, an increase in performance on the one hand and a reduction in emissions or fuel consumption on the other hand can be achieved. With the water injection, a lowering of the combustion temperature is achieved. This reduces the risk of knocking, due to the better filling and lower fuel consumption, the exhaust gases are reduced. In order not to exceed the maximum permissible temperature of a catalytic converter at maximum power, water is injected into the intake tract or combustion chamber of an engine. The evaporating liquid lowers the temperature and thereby reduces the compression work. Filters are used to filter the water. On the one hand, these should have a sufficient filter fineness and, on the other hand, a sufficient filter capacity within a respective maintenance interval. By using a medium such as water, at low ambient temperatures there is a risk of the medium freezing not only in the respective media lines, but also within the filter. Antifreeze cannot be added to the water when it is used in the area of water injection, so another solution must be found.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Filter mit zumindest einem Außengehäuse und zumindest einem Filterelement dahingehend fortzubilden, dass der Filter frostsicher ausgebildet wird, um einerseits eine Beschädigung des Filters durch gefrierendes Medium, das durch den Filter hindurchströmt und durch diesen bzw. dessen Filterelement gefiltert werden soll, andererseits, ein Gefrieren des Mediums während des Betriebs eines Antriebs, mit dem der Filter in Verbindung steht, wie eines Motors eines Fahrzeugs, innerhalb des Filters bzw. von dessen Filterelement möglichst zu vermeiden.The present invention is therefore based on the object of developing a filter with at least one outer housing and at least one filter element in such a way that the filter is made frost-proof in order to prevent damage to the filter from freezing medium flowing through the filter and through it Filter element is to be filtered, on the other hand, to avoid freezing of the medium during operation of a drive to which the filter is connected, such as an engine of a vehicle, within the filter or by its filter element.
Die Aufgabe wird für einen Filter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zumindest ein Innengehäuse vorgesehen ist, wobei das zumindest eine Innengehäuse innerhalb des zumindest einen Außengehäuses und das zumindest eine Filterelement innerhalb des zumindest einen Innengehäuses angeordnet und zwischen dem zumindest einem Innengehäuse und dem zumindest einen Außengehäuse zumindest ein Durchströmungsraum zum Durchströmen mit Temperiermedium zum Temperieren zumindest eines durch das zumindest eine Filterelement strömbaren oder strömenden Filtermediums vorgesehen ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.The object is achieved for a filter according to the preamble of claim 1 in that at least one inner housing is provided, wherein the at least one inner housing is arranged within the at least one outer housing and the at least one filter element is arranged within the at least one inner housing and between the at least one inner housing and the at least one outer housing is provided with at least one flow-through space for the temperature control medium to flow through for the temperature control of at least one filter medium that can flow or is flowing through the at least one filter element. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.
Dadurch wird ein Filter mit zumindest einem Außengehause, zumindest einem Innengehäuse und zumindest einem Filterelement geschaffen, wobei das zumindest eine Filterelement innerhalb des zumindest einen Innengehäuses des Filters und das zumindest eine Innengehäuse zusammen mit dem zumindest einen Filterelement innerhalb des zumindest einen Außengehäuses des Filters angeordnet ist. In dem zumindest einen Durchströmungsraum, der zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse des Filters angeordnet ist, kann ein Temperiermedium zum Temperieren des durch das zumindest eine Filterelement strömenden Filtermediums strömen. Das Temperiermedium dient dabei insbesondere zum Beheizen des durch das zumindest eine Filterelement strömenden Filtermediums, wobei letztere auch als Betriebsmedium bezeichnet werden kann. Dieses Filtermedium bzw. Betriebsmedium kann insbesondere Wasser für eine Wassereinspritzung sein, das durch den Filter bzw. das zumindest eine Filterelement in diesem von Verunreinigungen befreit wird. Der Filter kann alternativ auch als beheizbarer Dieselkraftstofffilter eingesetzt werden. Durch das Vorsehen des zumindest einen Filterelements innerhalb des zumindest einen Innengehäuses, das vom Temperiermedium umströmt wird, ist ein besonders gutes Beheizen bzw. Temperieren des durch das Filterelement zu filternden Filtermediums möglich. Zugleich ist der Filter hierdurch bzw. durch seinen besonderen Aufbau gefrierfest. Besonders vorteilhaft ist der Durchströmungsraum als spiralförmiger Kanal ausgebildet. Beispielsweise kann zum Ausbilden des Durchströmungsraums als spiralförmiger Kanal das zumindest eine Innengehäuse außenseitig mit zumindest einem Profilelement oder zumindest einer Profilierung versehen sein oder werden. Durch das Ausgestalten des Durchströmungsraums als spiralförmiger Kanal ist eine besonders gute Beheizung des Filtermediums möglich, da eine größtmögliche Temperierfläche hierdurch geschaffen wird. Das Temperiermedium wird umlaufend um das Innengehäuse, aufgrund der Ausgestaltung des Durchströmungsraums als spiralförmiger Kanal, geführt. Hierdurch sind kürzestmögliche Auftauzeiten für ein innerhalb des Filters bereits angefrorenes oder gefrorenes Filtermedium möglich. Durch die gezielte Führung des Temperiermediums ist eine nahezu vollflächige Temperierung des Filtermediums durch das Temperiermedium möglich. Dementsprechend ist ein größtmöglicher Wärmetransport zwischen dem Temperiermedium, das in dem Durchströmungsraum zwischen Innengehäuse und Außengehäuse strömt, und dem Filtermedium bzw. Betriebsmedium oder Verbrauchsmedium im Inneren des Innengehäuses bzw. des zumindest einen Filterelements möglich. Das Temperiermedium wird zielgerichtet durch den Durchströmungsraum gesandt, um ggf. ausgebildetes Eis des Filtermediums wieder aufzutauen.This creates a filter with at least one outer housing, at least one inner housing and at least one filter element, the at least one filter element being arranged within the at least one inner housing of the filter and the at least one inner housing together with the at least one filter element being arranged within the at least one outer housing of the filter . A temperature control medium for controlling the temperature of the filter medium flowing through the at least one filter element can flow in the at least one flow-through space which is arranged between the inner housing and the outer housing of the filter. The temperature control medium is used in particular to heat the filter medium flowing through the at least one filter element, the latter also being able to be referred to as the operating medium. This filter medium or operating medium can in particular be water for water injection, which is freed from impurities by the filter or the at least one filter element therein. Alternatively, the filter can also be used as a heatable diesel fuel filter. By providing the at least one filter element within the at least one inner housing around which the temperature control medium flows, particularly good heating or temperature control of the filter medium to be filtered through the filter element is possible. At the same time the filter is freeze-proof due to this or its special structure. The flow space is particularly advantageously designed as a spiral channel. For example, the at least one inner housing can be or will be provided on the outside with at least one profile element or at least one profile to form the flow space as a spiral channel. By designing the flow-through space as a spiral channel, particularly good heating of the filter medium is possible, since the largest possible temperature control surface is created in this way. The temperature control medium is circulated around the inner housing due to the design of the flow space as a spiral channel. This enables the shortest possible thawing times for a filter medium that is already frozen or frozen within the filter. The targeted guidance of the temperature control medium enables almost the entire surface temperature of the filter medium to be controlled by the temperature control medium. Accordingly, the greatest possible heat transport between the temperature control medium flowing in the flow space between the inner housing and the outer housing and the filter medium or operating medium or consumption medium inside the inner housing or the at least one filter element is possible. The temperature control medium is sent through the flow space in a targeted manner in order to thaw any ice that may have formed in the filter medium.
Das zumindest eine Profilelement oder die zumindest eine Profilierung auf der Außenseite des Innengehäuses, das bzw. zum Ausbilden des Durchströmungsraumes als spiralförmiger Kanal dient, ist vorteilhaft dünnwandig und elastisch ausgebildet und legt sich inwandig an dem zumindest einen Außengehäuse an. Das zumindest eine Profilelement bzw. die zumindest eine Profilierung auf der Außenseite des Innengehäuses ist somit vorteilhaft im Übermaß bezüglich des Abstandes zwischen der Außenseite des Innengehäuses und der Innenseite des Außengehäuses ausgebildet, um sich bei der Montage von Innengehäuse und Außengehäuse geringfügig zu verformen und somit an der Innenseite des Außengehäuses anzulegen. Hierdurch ist es möglich, eine Leckage zwischen den Pfaden des spiralförmigen Kanals des Durchströmungsraum, die sich aufgrund der spiralförmigen Anordnung des zumindest einen vorstehenden Profilelementes bzw. der außenseitigen Profilierung des Innengehäuses ergeben, soweit wie möglich zu vermeiden. Das Temperiermedium wird somit innerhalb dieser spiralförmigen Pfade des Durchströmungsraums zwischen Innengehäuse und Außengehäuse durch das entsprechend geformte zumindest eine Profilelement geführt. Auf der Außenseite des Innengehäuses kann somit das zumindest eine Profilelement angeordnet oder angeformt sein, das insbesondere einteilig mit dem Innengehäuse ausgebildet ist. Ebenfalls kann die Außenwandung des Innengehäuses außenseitig profiliert, also mit zumindest einer Profilierung versehen, ausgebildet werden, somit hierdurch die gewünschte Spiralform des Durchströmungsraumes zwischen Innengehäuse und Außengehäuse ausgebildet werden. Grundsätzlich besteht ebenfalls die Möglichkeit, auf der Innenseite des Außengehäuses eine Profilierung und/oder zumindest ein Profilelement vorzusehen, wobei dies zumeist aufwendiger ist als das Vorsehen an der Außenseite des Innengehäuses.The at least one profile element or the at least one profile on the outside of the inner housing, which serves or serves to form the flow space as a spiral channel, is advantageously thin-walled and elastic and rests on the inside of the at least one outer housing. The at least one profile element or the at least one profile on the outside of the inner housing is thus advantageously designed in excess with respect to the distance between the outside of the inner housing and the inside of the outer housing in order to deform slightly during the assembly of the inner housing and outer housing and thus to to the inside of the outer housing. This makes it possible to avoid as far as possible a leakage between the paths of the spiral channel of the flow space, which result from the spiral arrangement of the at least one protruding profile element or the outer profile of the inner housing. The temperature control medium is thus guided through the correspondingly shaped at least one profile element within these spiral paths of the flow space between the inner housing and the outer housing. The at least one profile element, which in particular is designed in one piece with the inner housing, can thus be arranged or molded on the outside of the inner housing. Likewise, the outer wall of the inner housing can be profiled on the outside, that is to say provided with at least one profile, so that the desired spiral shape of the flow space between the inner housing and the outer housing can thereby be formed. In principle, there is also the possibility of providing a profile and / or at least one profile element on the inside of the outer housing, this usually being more complex than providing it on the outside of the inner housing.
Weiter vorteilhaft ist das zumindest eine Innengehäuse zum beschädigungsfreien Ausgleich einer Volumenzunahme von gefrierendem Temperiermedium zumindest teilweise elastisch ausgebildet. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, das zumindest eine Innengehäuse als Zweikomponenten-Spritzgussteil auszubilden, wobei ein Teil steifer und ein Teil elastischer ausgebildet wird. Das zumindest eine Innengehäuse kann durch seine elastische Ausbildung eine Volumenzunahme bei Eisbildung aufgrund von gefrierendem Temperiermedium kompensieren, wird somit hierbei nicht beschädigt. Vorteilhaft wird das Innengehäuse so elastisch ausgebildet, dass eine Volumenzunahme von beispielsweise 10 % bei einer 100 %igen Eisbildung des Filtermediums beschädigungsfrei möglich ist. Der Filter ist somit auch im mit Temperiermedium und Filtermedium gefüllten Zustand gefrierfest ausgebildet und kann Eisdruck auch unabhängig von der Gefrierrichtung, also der Richtung, aus der ein Gefrieren des jeweiligen Mediums erfolgt, beschädigungsfrei absorbieren.The at least one inner housing is also advantageously designed to be at least partially elastic in order to compensate for an increase in volume of freezing temperature control medium without damage. It has proven to be particularly advantageous to design the at least one inner housing as a two-component injection-molded part, with one part being made more rigid and one part more elastic. Due to its elastic design, the at least one inner housing can compensate for an increase in volume in the event of ice formation due to freezing temperature control medium, and is therefore not damaged in the process. The inner housing is advantageously made so elastic that an increase in volume of, for example, 10% with 100% ice formation in the filter medium is possible without damage. The filter is thus made freeze-proof even when it is filled with temperature control medium and filter medium and can also absorb ice pressure without damage regardless of the freezing direction, i.e. the direction from which the respective medium freezes.
Als weiter vorteilhaft erweist es sich, zumindest einen sich endseitig an der Innenseite des Außengehäuses abstützenden Stirnseitenabschnitt des Innengehäuses so steif auszubilden, dass dort zumindest eine Dichtfläche, insbesondere zumindest ein Dichtelement, zwischen dem Stirnseitenabschnitt des Innengehäuses und der Innenseite des Außengehäuses zum druckunabhängigen Abdichten des Innengehäuses gegenüber dem Außengehäuse vorgesehen werden kann oder ist. Ein Vermischen von Temperiermedium und Filtermedium kann somit im Bereich des Stirnseitenabschnitts des Innengehäuses, der sich auf der Innenseite des Außengehäuses abstützt, sicher vermieden werden. Weiter vorteilhaft kann das zumindest eine Innengehäuse an einem Ende stoffschlüssig mit dem Außengehäuse verbunden sein. Das zumindest eine Innengehäuse ist somit an einem Ende vorteilhaft stoffschlüssig, somit fest, mit dem Außengehäuse verbunden, so dass dort keine Leckage von Temperiermedium in das Filtermedium erfolgt. Ein stoffschlüssiges Verbinden von Innengehäuse und Außengehäuse kann beispielsweise durch Verschweißen, insbesondere Laserschweißen, Reibschweißen oder ein anderes stoffschlüssiges Verbindungsverfahren erfolgen. Durch das Vorsehen der sich dichtend auf der Innenseite des Außengehäuses abstützenden Stirnseitenabschnitte des Innengehäuses einerseits und das Vorsehen der stoffschlüssigen Verbindung von Außengehäuse und Innengehäuse auf der anderen Seite kann vorteilhaft ein Vermischen von Temperiermedium, das im Durchströmungsraum zwischen Innengehäuse und Außengehäuse strömt, und dem Filtermedium bzw. Betriebsmedium sicher verhindert werden. Um einerseits eine ausreichende Elastizität des Innengehäuses vorzusehen, andererseits dessen zumindest einen endseitigen Stirnseitenabschnitt ausreichend steif auszubilden, erweist es sich als besonders vorteilhaft, das Innengehäuse als Zweikomponenten-Spritzgussteil auszubilden, wie bereits erwähnt.It also proves to be advantageous to design at least one end face section of the inner housing that is supported at the end on the inside of the outer housing so that there is at least one sealing surface, in particular at least one sealing element, between the end face section of the inner housing and the inside of the outer housing for pressure-independent sealing of the inner housing can be provided opposite the outer housing or is. Mixing of temperature control medium and filter medium can thus be reliably avoided in the area of the end face section of the inner housing, which is supported on the inside of the outer housing. The at least one inner housing can also advantageously be connected to the outer housing in a materially bonded manner at one end. The at least one inner housing is thus advantageously cohesively, thus firmly, connected to the outer housing at one end, so that there is no leakage of temperature control medium into the filter medium. An integral connection of the inner housing and the outer housing can take place, for example, by welding, in particular laser welding, friction welding or another materially integral connection method. By providing the end face sections of the inner housing that are sealingly supported on the inner side of the outer housing on the one hand and the integral connection of the outer housing and inner housing on the other hand, a mixing of the temperature control medium that flows in the flow space between the inner housing and the outer housing and the filter medium or Operating medium can be safely prevented. In order to provide sufficient elasticity for the inner housing on the one hand and to make its at least one end face section sufficiently rigid on the other hand, it is particularly advantageous to design the inner housing as a two-component injection-molded part, as already mentioned.
Zwischen dem im Durchströmungsraum strömenden Temperiermedium und dem im Inneren des Innengehäuses strömenden, durch das zumindest eine Filterelement Filtermedium herrscht üblicherweise ein Druckunterschied, der sich im Bereich des Innengehäuses auf dessen umlaufende Wandung auswirkt. Zum Minimieren der Belastung der zumindest einen Dichtfläche zwischen der Innenseite des Außengehäuses und dem zumindest einen Stirnseitenabschnitt des Innengehäuses werden daher vorteilhaft das Flächenverhältnis von Innengehäuse und Außengehäuse sowie die Wandstärken von Außengehäuse und Innengehäuse optimiert.Between the temperature control medium flowing in the flow-through space and the filter medium flowing inside the inner housing and through the at least one filter element, there is usually a pressure difference that affects the surrounding wall in the area of the inner housing. To minimize the stress on the at least one sealing surface between the inside of the outer housing and the at least one end face section of the inner housing, the area ratio of the inner housing and Outer housing and the wall thickness of the outer housing and inner housing optimized.
Als weiter vorteilhaft erweist es sich, zumindest ein Rückschlagventil zum Verhindern eines Rücksaugens von gefiltertem Filtermedium in den temperierbaren Filter vorzusehen. Ferner ist es möglich, zumindest ein Ventilelement im Strömungsweg des Filtermediums vorzusehen, das bei Rücksaugen des Filtermediums in den temperierbaren Filter hinein zumindest einen überwiegenden Volumenanteil des Filtermediums durch das Innere des innenliegenden Filterelements leitet. Hierdurch kann bei Rücksaugen des bereits gefilterten Filtermediums in das Innere des temperierbaren Filters hinein durch das zumindest eine Ventilelement die Strömungsrichtung so geändert werden, dass der Hauptteil des zurückgesaugten Filtermediums durch das Innere des zumindest einen Filterelements strömt, nicht durch die umlaufende Wandung des Filterelements, die aus Filtermaterial besteht, und hierdurch verhindert wird, dass bereits durch das Filterelement ausgefilterte Partikel mitgerissen werden und wieder in das Innere des Filterelements in das bereits gefilterte Filtermedium hinein gelangen. Durch das Vorsehen des zumindest einen Ventilelementes ist es möglich, beim Rücksaugen von bereits gefiltertem Filtermedium das zumindest eine Filterelement zu umgehen und das gefilterte Filtermedium direkt in das Innere des Filterelements zu leiten.It has also proven to be advantageous to provide at least one check valve to prevent filtered filter medium from being sucked back into the temperature-controlled filter. It is also possible to provide at least one valve element in the flow path of the filter medium which, when the filter medium is sucked back into the temperature-controllable filter, directs at least a predominant volume of the filter medium through the interior of the internal filter element. As a result, when the already filtered filter medium is sucked back into the interior of the temperature-controllable filter through the at least one valve element, the flow direction can be changed so that the main part of the sucked-back filter medium flows through the interior of the at least one filter element, not through the circumferential wall of the filter element, which consists of filter material, and this prevents particles that have already been filtered out by the filter element from being carried away and getting back into the interior of the filter element in the filter medium that has already been filtered. By providing the at least one valve element, it is possible to bypass the at least one filter element when sucking back filter medium that has already been filtered and to guide the filtered filter medium directly into the interior of the filter element.
In zumindest einem Deckelelement zum außenseitigen Verschließen des Außengehäuses und in eines dem Deckelelement gegenüberliegenden stirnseitigen Wandung des Außengehäuses kann jeweils zumindest ein Anschlusselement zum Einströmen und Ausströmen des Filtermediums vorgesehen sein. Ferner kann in dem zumindest einen Außengehäuse in Strömungsverbindung mit dem zumindest einen Durchströmungsraum zumindest ein Anschlusselement zum Zu- und Abführen von Temperiermedium vorgesehen sein. Insbesondere ist es möglich, in dem Deckelelement ein Anschlusselement zum Einströmen von zu filterndem Filtermedium vorzusehen und in der gegenüberliegenden stirnseitigen Wandung des Außengehäuses zwei Anschlusselemente zum Ausströmen des durch das zumindest eine Filterelement im Inneren des temperierbaren Filters gefilterten Filtermediums vorzusehen. Mantelseitig im Außengehäuse können ebenfalls zwei Anschlusselemente vorgesehen sein, die dem Zuführen einerseits und dem Abführen andererseits von Temperiermedium dienen. Diese beiden Anschlusselemente sind vorteilhaft zum einen benachbart zum Deckelelement und zum anderen benachbart zu der gegenüberliegenden stirnseitigen Wandung des Außengehäuses angeordnet. In at least one cover element for closing the outer housing on the outside and in an end wall of the outer housing opposite the cover element, at least one connection element can be provided for the inflow and outflow of the filter medium. Furthermore, at least one connection element for supplying and removing temperature control medium can be provided in the at least one outer housing in flow connection with the at least one throughflow space. In particular, it is possible to provide a connection element in the cover element for the inflow of filter medium to be filtered and to provide two connection elements in the opposite end wall of the outer housing for outflow of the filter medium filtered by the at least one filter element inside the temperature-controlled filter. On the shell side in the outer housing, two connection elements can also be provided, which serve for supplying on the one hand and removing temperature control medium on the other hand. These two connection elements are advantageously arranged, on the one hand, adjacent to the cover element and, on the other hand, adjacent to the opposite end wall of the outer housing.
Ferner ist es möglich, zumindest ein Drosselelement zum Ausgleich von Druckverlusten aufgrund von Leitungslängenunterschieden von an den temperierbaren Filter angeschlossenen Leitungen zum Zu- und Abführen von Filtermedium vorzusehen. Durch das gezielte Anordnen zumindest eines Drosselelementes können insbesondere bei Vorsehen eines T-Stücks Druckunterschiede aufgrund unterschiedlich langer Leitungen, mit dem der temperierbare Filter versehen ist, ausgeglichen werden.Furthermore, it is possible to provide at least one throttle element to compensate for pressure losses due to differences in the length of lines of lines connected to the temperature-controllable filter for supplying and removing filter medium. Through the targeted arrangement of at least one throttle element, especially when a T-piece is provided, pressure differences due to lines of different lengths with which the temperature-controllable filter is provided can be compensated.
Für Wartungszwecke erweist es sich als vorteilhaft, wenn das im Inneren des temperierbaren Filters angeordnete zumindest eine Filterelement ausgetauscht werden kann. Dementsprechend erweist es sich als vorteilhaft, das zumindest eine Deckelelement lösbar mit dem zumindest einen Außengehäuse verbindbar oder verbunden auszubilden, beispielsweise zumindest einen Bajonettverschluss zum lösbaren Verbinden von Deckelelement und Außengehäuse vorzusehen. Über einen solchen sogenannten Schnellverschluss kann das Deckelelement lösbar mit dem Außengehäuse des temperierbaren Filters verbunden werden. Ein Trennen des temperierbaren Filters vom Temperiermediumkreislauf ist zu Wartungszwecken nicht erforderlich, da lediglich das Deckelelement gelöst und vom Außengehäuse abgenommen wird. Das zumindest eine Filterelement im Innern des Innengehäuses kann sodann entnommen und gegen ein anderes Filterelement ausgetauscht werden. Ein Trennen des Außengehäuses vom Temperiermediumkreislauf ist hierzu nicht erforderlich, da die Anschlusselemente zum Zu- und Abführen von Temperiermedium in der Mantelfläche des Außengehäuses angeordnet sind und der Durchströmungsraum zwischen Innengehäuse und Außengehäuse zum Innern des Innengehäuses hin abgedichtet ist.For maintenance purposes, it proves to be advantageous if the at least one filter element arranged inside the temperature-controllable filter can be replaced. Accordingly, it proves to be advantageous to design the at least one cover element releasably connectable or connected to the at least one outer housing, for example to provide at least one bayonet lock for releasably connecting the cover element and the outer housing. The cover element can be detachably connected to the outer housing of the temperature-controlled filter via such a so-called quick-release fastener. It is not necessary to separate the temperature-controlled filter from the temperature-control medium circuit for maintenance purposes, since only the cover element is loosened and removed from the outer housing. The at least one filter element in the interior of the inner housing can then be removed and exchanged for another filter element. It is not necessary to separate the outer housing from the temperature control medium circuit because the connection elements for supplying and removing temperature control medium are arranged in the outer surface of the outer housing and the flow space between the inner housing and the outer housing is sealed off from the inside of the inner housing.
Das zumindest eine Außengehäuse und/oder zumindest eine Innengehäuse und/oder das zumindest eine Deckelelement bestehen vorteilhaft aus zumindest einem Polyamid oder Polymermaterial, insbesondere glasfaserverstärktem Polyamid. Weiter vorteilhaft sind Außengehäuse, Innengehäuse und Deckelelement als Spritzgussteile hergestellt. Besonders vorteilhaft kann das Innengehäuse als Zweikomponenten-Spritzgussteil hergestellt werden, um einen steifen Stirnseitenabschnitt und eine elastische Mantelwandung auszubilden. Beispielsweise kann das zumindest eine Außengehäuse aus PA66 GF30, also glasfaserverstärktem Polyamid 66, aus PA12 oder Polyphthalamid (PPA) insbesondere im Spritzguss hergestellt sein. Das Deckelelement kann ebenfalls vorzugsweise aus PA66 GF30, PA12 oder aus PPA vorteilhaft im Spritzguss hergestellt sein. Das zumindest eine Innengehäuse kann beispielsweise aus PA66 GF30, PA12, PPA oder aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) hergestellt sein, wobei letzteres Material eine ausreichende Elastizität aufweist, die erstgenannten demgegenüber steifer sind. Auch die Verwendung anderer Materialien ist selbstverständlich grundsätzlich möglich.The at least one outer housing and / or at least one inner housing and / or the at least one cover element advantageously consist of at least one polyamide or polymer material, in particular glass fiber reinforced polyamide. The outer housing, inner housing and cover element are also advantageously manufactured as injection molded parts. The inner housing can particularly advantageously be produced as a two-component injection-molded part in order to form a rigid end face section and an elastic jacket wall. For example, the at least one outer housing can be made from PA66 GF30, that is to say glass fiber reinforced polyamide 66, from PA12 or polyphthalamide (PPA), in particular by injection molding. The cover element can also preferably be made from PA66 GF30, PA12 or from PPA, advantageously by injection molding. The at least one inner housing can be made, for example, of PA66 GF30, PA12, PPA or of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), the latter material having sufficient elasticity, the former being more rigid. The use of other materials is of course also possible in principle.
Da als Filtermedium oder Betriebsmedium bei einem Wassereinspritzsystem Wasser nicht mit Frostschutzmittel versetzt werden kann, um dessen Gefrieren zu verhindern, erweist es sich als sehr vorteilhaft, dass der temperierbare Filter gefrierfest und beheizbar ausgebildet wird. Als Temperiermedium eignet sich für schnelle Auftauzeiten insbesondere Kühlwasser, das zum Beheizen des Filtermediums, hier Wassers, eingesetzt wird. Das Kühlwasser strömt zielgerichtet und spiralförmig geführt durch den Durchströmungsraum innerhalb des temperierbaren Filters, um im Innern des Filters ggf. gefrorenes Wasser aufzutauen. Ein Vermischen von Kühlwasser und dem zu filternden Wasser im Innern des temperierbaren Filters bzw. im Innern von dessen Innengehäuse wird, wie vorstehend erläutert, vorteilhaft verhindert. Um eine Volumenzunahme beim Gefrieren des Wassers im Innern des temperierbaren Filters zu kompensieren, ist vorteilhaft sowohl die insbesondere zylindrische Mantelwandung des Innengehäuses als auch deren außenseitige Profilierung bzw. das zumindest eine außenseitig an dieser angeordnete Profilelement elastisch ausgebildet, um sich entsprechend bei Volumenzunahme aufgrund von Eisbildung im Innern des Filters verformen zu können. Hierdurch kann eine Beschädigung des temperierbaren Filters bzw. von dessen einzelnen Komponenten sicher verhindert und das Filtermedium, insbesondere durch den Filter gefiltertes Wasser für eine Wassereinspritzung, schnellstmöglich wieder aufgetaut werden.Since water as a filter medium or operating medium in a water injection system cannot be mixed with antifreeze in order to prevent it from freezing, it has proven to be very advantageous that the temperature-controlled filter is freeze-proof and heatable. Cooling water, which is used to heat the filter medium, here water, is particularly suitable as the temperature control medium for rapid thawing times. The cooling water flows in a targeted manner and spirally guided through the flow space inside the temperature-controlled filter in order to thaw any frozen water inside the filter. Mixing of cooling water and the water to be filtered in the interior of the temperature-controllable filter or in the interior of its inner housing is advantageously prevented, as explained above. In order to compensate for an increase in volume when the water freezes inside the temperature-controllable filter, both the particularly cylindrical outer wall of the inner housing and its outer profile or the at least one profile element arranged on the outside is designed to be elastic, so that it can be resilient if there is an increase in volume due to ice formation to be able to deform inside the filter. In this way, damage to the temperature-controllable filter or its individual components can be reliably prevented and the filter medium, in particular water filtered through the filter for water injection, can be thawed again as quickly as possible.
Weiter vorteilhaft kann der temperierbare Filter zum Temperieren eines Filtermediums in einem Fahrzeug, umfassend zumindest einen Fahrzeugmotor, verwendet werden, wobei nach dem Abschalten des Fahrzeugmotors das im Filter befindliche Filtermedium durch das Temperiermedium dekontaminiert oder von Bakterien befreit werden kann oder dekontaminiert oder von Bakterien befreit wird. Die hohen Temperaturen des Temperiermediums reichen aus, um Bakterien abzutöten. Hierdurch kann über den spiralförmigen Kanal des Durchströmungsraums zum Beheizen des Filtermediums im Innenraum des Filters die im Vergleich größte Menge an Filtermedium außerhalb eines Filtermediumtanks mit der vom Temperiermedium zur Verfügung gestellten Wärme bzw. hohen Temperatur erreicht werden. Es ist somit möglich, beispielsweise nach dem Abschalten eines Fahrzeugmotors den Filtermediuminhalt des Filters auf diese Weise zu dekontaminieren bzw. von Bakterien zu befreien. Ferner kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn während des Fahrbetriebs eines Fahrzeugs gezielt Dekontaminationsphasen stattfinden. Dies ist abhängig von Fahrzeug, Motorisierung, Fahrverhalten und somit auch von unterschiedlichen Verfahren, die ein Rücksaugen von Filtermedium, also hier dem Betriebsmedium, betreffen. Werden beispielsweise eine zu dem Filter führende Leitung und der Filter am Ende einer Fahrt eines Fahrzeugs vollständig leergesaugt, ist ein Beheizen von Filtermedium bzw. Betriebsmedium nach Abstellen des Motors weder erforderlich noch wäre dies sinnvoll.The temperature-controlled filter can also advantageously be used to control the temperature of a filter medium in a vehicle, including at least one vehicle engine, wherein after the vehicle engine has been switched off, the filter medium in the filter can be decontaminated or freed from bacteria by the temperature control medium or is decontaminated or freed from bacteria . The high temperatures of the temperature control medium are sufficient to kill bacteria. As a result, the largest amount of filter medium outside a filter medium tank with the heat or high temperature made available by the temperature control medium can be achieved via the spiral-shaped channel of the flow space for heating the filter medium in the interior of the filter. It is thus possible, for example after switching off a vehicle engine, to decontaminate the filter medium content of the filter in this way or to free it from bacteria. It can also prove to be advantageous if targeted decontamination phases take place while a vehicle is in motion. This depends on the vehicle, engine, driving behavior and thus also on different processes that relate to the sucking back of the filter medium, i.e. the operating medium in this case. If, for example, a line leading to the filter and the filter are sucked completely empty at the end of a journey in a vehicle, heating of the filter medium or operating medium after the engine has been switched off is neither necessary nor would it make sense.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel von dieser näher anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in:
-
1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen temperierbaren Filters, -
2 eine Längsschnittansicht durch den temperierbaren Filter gemäß1 , wobei die Längsschnittansicht gegenüber der in1 gezeigten um 180 ° gedreht ist, -
3 die Längsschnittansicht gemäß2 mit vergrößerten Detailansichten im Bereich eines Stirnseitenabschnitts des Innengehäuses einerseits und im Bereich einer stoffschlüssigen Verbindung von Innengehäuse und des Außengehäuses des temperierbaren Filters andererseits, -
4 eine Längsschnittansicht durch den temperierbaren Filter gemäß1 bzw.2 mit Darstellung von Druckkräften, die einerseits durch ein im Innern des temperierbaren Filters strömendes Filtermedium, andererseits durch ein in einem Durchströmungsraum zwischen Innengehäuse und Außengehäuse des temperierbaren Filters strömendes Temperiermedium auf die Wandung des Innengehäuses einwirken, wobei die Längsschnittansicht gegenüber der in2 gezeigten um einen Winkel um die Längsachse des Filters gedreht ist, so dass Anschlusselemente zum Zu- und Abführen von Temperiermedium nicht sichtbar sind, und -
5 eine Längsschnittansicht des temperierbaren Filters gemäß1 bzw.2 mit eingezeichneten Strömungsrichtungen des Filtermediums im normalen Betrieb und beim Rücksaugen von diesem zurück in das Innere des temperierbaren Filters hinein, wobei die Längsschnittansicht gegenüber der in2 gezeigten um einen Winkel um die Längsachse des Filters gedreht ist, so dass Anschlusselemente zum Zu- und Abführen von Temperiermedium nicht sichtbar sind.
-
1 a perspective view of a first embodiment of a temperature-controllable filter according to the invention, -
2 a longitudinal sectional view through the temperature-controllable filter according to1 , the longitudinal sectional view compared to that in1 shown is rotated by 180 °, -
3 the longitudinal sectional view according to2 with enlarged detailed views in the area of an end face section of the inner housing on the one hand and in the area of an integral connection of the inner housing and the outer housing of the temperature-controlled filter on the other hand, -
4th a longitudinal sectional view through the temperature-controllable filter according to1 or.2 with representation of pressure forces acting on the wall of the inner housing on the one hand through a filter medium flowing inside the temperature-controllable filter and on the other hand through a temperature-control medium flowing in a flow-through space between the inner housing and the outer housing of the temperature-controlled filter, the longitudinal sectional view compared to the2 shown is rotated by an angle about the longitudinal axis of the filter, so that connecting elements for supplying and removing temperature control medium are not visible, and -
5 a longitudinal sectional view of the temperature-controllable filter according to1 or.2 with the flow directions of the filter medium drawn in during normal operation and when it is sucked back into the interior of the temperature-controllable filter, the longitudinal sectional view compared to that in FIG2 shown is rotated by an angle about the longitudinal axis of the filter, so that connection elements for supplying and removing temperature control medium are not visible.
Außenseitig an der Mantelwandung
Auch das Deckelelement
Das Filterelement
Wie insbesondere
Das Innengehäuse
Der Stirnseitenabschnitt
Auf der Außenseite
Wie in
In
Weisen die Medienleitungen, die an die Anschlusselemente
Da das Deckelelement
Sowohl das Außengehäuse
Der temperierbare Filter
Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Ausführungsbeispielen gezeigten Ausführungsvarianten von Filtern mit zumindest einem Außengehäuse und mit zumindest einem Filterelement können noch zahlreiche weitere gebildet werden, insbesondere auch beliebige Kombinationen der vorstehend genannten Merkmale, wobei der Filter zusätzlich zu dem zumindest einen Außengehäuse zumindest ein Innengehäuse aufweist, wobei das zumindest eine Innengehäuse innerhalb des zumindest einen Außengehäuses und das zumindest eine Filterelement innerhalb des zumindest einen Innengehäuses angeordnet ist. Zwischen dem zumindest einen Innengehäuse und dem zumindest einen Außengehäuse ist zumindest ein Durchströmungsraum zum Durchströmen mit Temperiermedium zum Temperieren zumindest eines durch das zumindest eine Filterelement strömbaren oder strömenden Filtermediums vorgesehen.In addition to the design variants of filters described above and shown in the exemplary embodiments, with at least one outer housing and with at least one filter element, numerous others can be formed, in particular any combinations of the features mentioned above, the filter having at least one inner housing in addition to the at least one outer housing having, wherein the at least one inner housing is arranged within the at least one outer housing and the at least one filter element is arranged within the at least one inner housing. Between the at least one inner housing and the at least one outer housing, there is at least one flow space for the temperature control medium to flow through to control the temperature of at least one filter medium that can flow or is flowing through the at least one filter element.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- temperierbarer Filtertemperature controllable filter
- 22
- AußengehäuseOuter casing
- 33
- InnengehäuseInner casing
- 44th
- FilterelementFilter element
- 55
- TemperiermediumTemperature control medium
- 66
- FiltermediumFilter medium
- 2020th
- MantelwandungJacket wall
- 2121st
- stirnseitige Wandungfront wall
- 2222nd
- DeckelelementCover element
- 2323
- BajonettverschlussverbindungBayonet lock connection
- 2424
- AnschlusselementConnection element
- 2525th
- AnschlusselementConnection element
- 2626th
- vorstehender Kragenprotruding collar
- 2727
- AnschlusselementConnection element
- 2828
- vorstehender Kragenprotruding collar
- 2929
- vorkragender Abschnittprotruding section
- 3030th
- zylindrische Umfangswandungcylindrical peripheral wall
- 3131
- StirnseitenabschnittFace section
- 3232
- FlanschabschnittFlange section
- 3333
- stoffschlüssige Verbindungmaterial connection
- 3434
- DichtelementSealing element
- 3535
- DichtelementSealing element
- 3636
- Innenseiteinside
- 3737
- AußenseiteOutside
- 3838
- ProfilelementProfile element
- 3939
- DurchströmungsraumFlow-through space
- 4040
- innerer Hohlrauminner cavity
- 4141
- WandungWall
- 4242
- WandungWall
- 4343
- Rückschlagventilcheck valve
- 4444
- RingraumAnnulus
- 4545
-
ringförmiger vorkragender Abschnitt von
4 annular protruding portion of4th - 4646
- WandungWall
- 4747
- UmströmungsraumFlow area
- 120120
- AußenseiteOutside
- 121121
-
Innenseite von
21 Inside of21st - 122122
-
Innenseite von
22 Inside of22nd - 123123
- vorkragender Ringabschnittprotruding ring section
- 124124
- AnschlusselementConnection element
- 125125
- AnschlusselementConnection element
- 126126
- vorstehender Kragenprotruding collar
- 127127
-
Innenseite von
20 Inside of20th - 128128
-
Abschnitt von
27 Section of27 - 129129
- VentilelementValve element
- 131131
-
Ausnehmung in
31 Recess in31 - 132132
-
Ausnehmung in
31 Recess in31 - 133133
- DichtelementSealing element
- 134134
- DichtelementSealing element
- 223223
- umlaufender Kragenall-round collar
- 224224
- BajonettverschlussaussparungenBayonet lock recesses
- 225225
- Stiftpen
- aa
- Abstanddistance
- P1P1
-
Druckkraft von
5 Compressive force of5 - P2P2
-
Druckkraft von
6 Compressive force of6th - P3P3
- Pfeilarrow
- P5P5
- Pfeilarrow
- P6P6
- Pfeilarrow
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019004560.2A DE102019004560A1 (en) | 2019-07-02 | 2019-07-02 | filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019004560.2A DE102019004560A1 (en) | 2019-07-02 | 2019-07-02 | filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019004560A1 true DE102019004560A1 (en) | 2021-01-07 |
Family
ID=74093112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019004560.2A Pending DE102019004560A1 (en) | 2019-07-02 | 2019-07-02 | filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019004560A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3317008A1 (en) * | 1983-05-10 | 1984-11-22 | Knecht Filterwerke Gmbh, 7000 Stuttgart | Filter housing with integrated heat exchanger |
DE69210782T2 (en) * | 1991-12-16 | 1996-12-12 | Filtrauto | Oil filter |
-
2019
- 2019-07-02 DE DE102019004560.2A patent/DE102019004560A1/en active Pending
Patent Citations (2)
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DE3317008A1 (en) * | 1983-05-10 | 1984-11-22 | Knecht Filterwerke Gmbh, 7000 Stuttgart | Filter housing with integrated heat exchanger |
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