DE112008001593T5

DE112008001593T5 - Steigrohr mit Durchflussbegrenzungsventil und Filterpatrone

Info

Publication number: DE112008001593T5
Application number: DE112008001593T
Authority: DE
Inventors: Zemin Cookeville Jiang; Wassem Abdalla; Jeffrey B. Cookeville Sharp; Hendrik Cookeville Amirkhanian; Jeffrey Cookeville Husband; Abby Sparta True-Dahl
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2010-06-17
Also published as: CN101842572A; BRPI0811376A2; US11198077B2; US20090020465A1; CN103285653A; US20180126309A1; CN103285653B; WO2009014834A1; US7867387B2; CN101842572B; US20110073538A1; US10786769B2

Abstract

Filtereinheit, enthaltend:
ein Durchflussbegrenzungsventil (50) zum Steuern eines Strömungsmittelflusses zu einem Auslass (26), wobei das Durchflussbegrenzungsventil (50) eine Kugel (174) enthält, die auf einer geneigten Bahn (200) angeordnet ist, die eine Stufe (206) hat, welche die geneigte Bahn (200) in Abschnitte (200a, b) der geneigten Bahn unterteilt.

Description

Prioritätsinformation
Diese Anmeldung wird als internationale PCT-Anmeldung im Namen der Cummins Filtration IP, Inc. eingereicht. Sie beansprucht die Vorteile der US-Patentanmeldung Nr. 11/937700, eingereicht am 9. November 2007, und der US-Patentanmeldung Serien-Nr. 11/780,176, eingereicht am 19. Juli 2007, auf deren beider Inhalte hiermit in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird.
Anwendungsgebiet
Diese Veröffentlichung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Filtrierung, und im Speziellen Kraftstofffiltersysteme, die so konstruiert sind, daß sie gegen Beschädigung von Kraftstoffeinspritzventilen, zugehörigen Kraftstoffkomponenten und Fehlfunktionen des Verbrennungsmotors schützen, die aus einem fehlenden oder einem falschen Kraftstofffilter resultieren.
Hintergrund
Es sind Kraftstofffiltersysteme bekannt, die konstruiert sind, um den Fluss von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor zu verhindern, wenn keine Filterpatrone oder die falsche Filterpatrone installiert sind. In diesen „Kein Filter – kein Durchfluss”-Systemen muss nicht nur ein Filter vorhanden sein, sondern insbesondere muss der richtige Filter verwendet werden, um Kraftstofffluss zum Verbrennungsmotor zu ermöglichen.
Zusammenfassung
Ein „Kein Filter – kein Durchfluss”-System ist so konstruiert, dass sichergestellt wird, dass eine Filterpatrone vorhanden ist, um gegen Beschädigung von Kraftstoffeinspritzventilen, zugehöriger Kraftstoffkomponenten etc. und Fehlfunktionen des Verbrennungsmotors zu schützen. Der Kraftstofffluss zum Verbrennungsmotor wird vollständig verhindert oder nur in einer Menge zugelassen, die nicht zum Betrieb des Verbrennungsmotors ausreichend ist, wenn eine Filterpatrone nicht installiert ist, und die Benutzung einer geeignet konstruierten Filterpatrone ist erforderlich, um ausreichenden Kraftstofffluss zum Betrieb des Verbrennungsmotors zuzulassen.
Bei einer Ausführung enthält eine Filtereinheit ein Durchflussbegrenzungsventil, um den Fluiddurchfluss zu einem Auslass zu steuern. Das Durchflussbegrenzungsventil enthält eine Kugel, die auf einer geneigten Bahn angeordnet ist, und die Bahn enthält eine Stufe, die die geneigte Bahn in Abschnitte unterteilt. Das Durchflussbegrenzungsventil wird in einem Filtergehäuse, z. B. einem Kraftstofffiltergehäuse, verwendet, das ein Standrohr hat, das das Durchflussbegrenzungsventil zum Steuern des Fluiddurchflusses in einen Durchflusskanal des Steigrohres enthält.
Wenn keine Filterpatrone installiert ist oder wenn eine falsche Filterpatrone installiert ist, kann die Kugel in eine Sperrposition bewegt werden, in der der Durchfluss in das Steigrohr verhindert wird. Wenn die richtige Filterpatrone installiert ist, wird durch geeignete Blockiervorrichtungen verhindert, dass sich die Kugel in die Sperrposition bewegt. Geeignete Blockiervorrichtungen enthalten einen Stift, der mit einem geeigneten Teil der Filterpatrone verbunden ist, z. B. einer Stirnplatte oder einem mittigen Rohr, einen Stift, der mit einem Deckel des Filtergehäuses verbunden ist, und der so konstruiert ist, dass er sich nach unten durch eine Stirnplatte der Filterpatrone in eine Position, in der er die Kugel blockiert, erstreckt, oder einen Stift, der separat von der Filterpatrone installiert ist. Es sei angemerkt, dass die Filterpatrone eine Filter-im-Filter-Konstruktion, eine Einzelfilter-Konstruktion oder jeder andere Typ von Filter-Konstruktion sein kann.
Bei einer anderen Ausführungsform enthält ein Filtergehäuse einen Gehäusekörper, der eine Seitenwand und eine Stirnwand aufweist, die einen Filterpatronenraum bilden. Die Stirnwand bildet ein geschlossenes Ende des Filterpatronenraumes, und der Gehäusekörper hat ein offenes Ende, das der Stirnwand gegenüberliegt. Ein Steigrohr erstreckt sich von der Stirnwand entlang einer Längsachse in den Filterpatronenraum in Richtung des offenen Endes hinein. Das Steigrohr ist im seitlichen Querschnitt etwa oval geformt, und es enthält einen inneren Durchflusskanal und eine Öffnung im Steigrohr, die eine Verbindung des inneren Durchflusskanals mit dem Filterpatronenraum herstellt. Eine etwa ovale, kegelförmig geformte Struktur ist an einem oberen Ende des Steigrohres angeordnet. Diese Struktur hilft dabei, eine Filterpatrone bei der Installation automatisch auszurichten.
Bei einer anderen Ausführung enthält eine Filterpatrone ein Filtermaterial, das zum Filtern eines Fluids geeignet ist. Das Filtermaterial hat eine erste Stirnseite, eine zweite Stirnseite, die der ersten Stirnseite gegenüberliegt, und eine Seite für das saubere Fluid. Eine erste Stirnplatte ist mit der ersten Stirnseite des Filtermaterials verbunden, und ein Blockierstift ist mit der ersten Stirnplatte durch Rippen verbunden und erstreckt sich in die Seite des sauberen Fluids. Ein Schutzrand umgibt den Blockierstift und die Rippen. Eine zweite Stirnplatte ist mit der zweiten Stirnseite des Filtermaterials verbunden. Die zweite Stirnplatte enthält eine Öffnung, die den Durchtritt eines Elementes des Fluiddurchflusskanals durch diese hindurch ermöglicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht einer Filtereinheit, die eine Filterpatrone in einem Filtergehäuse enthält.
2 ist eine perspektivische Ansicht des Filtergehäuses, bei dem der Deckel entfernt ist, um das Innere des Gehäuses zu zeigen.
3 ist eine detaillierte Querschnittsansicht der Filterpatrone.
4 ist eine Querschnittsansicht der oberen Stirnplatte des äußeren Filters.
5 ist eine perspektivische Ansicht der oberen Stirnplatte des inneren Filters.
6A und 6B sind perspektivische und seitliche Querschnittsansichten der unteren Stirnplatte des inneren Filters.
7 ist eine Querschnittsansicht der unteren Stirnplatte des äußeren Filters.
8 ist eine detaillierte Ansicht des Durchflussbegrenzungsventils am oberen Ende des Steigrohres.
9A und 9B sind eine Stirnansicht und eine seitliche Querschnittsansicht des Ventilkäfigs des Durchflussbegrenzungsventils.
10A, 10B und 10C sind eine perspektivische Ansicht, eine Seitenansicht und eine seitliche Querschnittsansicht der Ventilkappe des Durchflussbegrenzungsventils.
11 ist eine Obenansicht einer Dichtung, die zur Abdichtung der oberen Öffnung der Ventilkappe verwendet wird.
12 ist eine Stirnansicht einer Ausführung einer ovalen Dichtung zur Abdichtung mit dem Steigrohr.
13A und 13B zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel einer Dichtung zwischen einer Filterpatrone und dem Steigrohr.
14A und 14B zeigen noch eine weitere Ausführung einer Dichtung zwischen einer Filterpatrone und dem Steigrohr.
15 zeigt eine Ausführung eines Durchflussbegrenzungsventils, bei dem ein separater Stift verwendet wird, um die Kugel zu blockieren.
16A ist eine perspektivische Schnittansicht eines Gehäusekörpers mit einem Ventil an der Basis des Filtergehäuses.
16B ist eine perspektivische Ansicht eines Bodenteiles einer Filterpatrone mit einer ventralen Rippe, benutzbar mit der Ausführung der 16A.
16C ist eine perspektivische Ansicht von oben auf die Basis des Filtergehäuses der 16A.
16D ist eine perspektivische Schnittansicht der Filterpatrone, die teilweise im Filtergehäuse installiert ist.
16E ist eine perspektivische Schnittansicht der Filterpatrone, die vollständig im Filtergehäuse installiert ist.
16F ist eine Seitenansicht der ventralen Rippe der Filterpatrone der 16B.
Detaillierte Beschreibung
1 zeigt eine Filtereinheit 10, z. B. eine Kraftstofffiltereinheit, die eingesetzt wird, um ein Fluid, z. B. Dieselkraftstoff, zu filtern, und um Wasser aus dem Fluid zu entfernen, bevor das Fluid ein zu schützendes System, z. B. eine Kraftstoffeinspritzpumpe und Kraftstoffeinspritzdüsen erreicht. In dieser Beschreibung wird das Fluid im Nachfolgenden als Kraftstoff bezeichnet. Es sei jedoch angemerkt, dass die nachfolgend beschriebenen Konzepte auch für andere Fluide angewendet werden können. Zusätzlich können unter entsprechenden Umständen die nachfolgend beschriebenen Konzepte auch verwendet werden, um andere Verunreinigungen als Wasser aus dem Fluid zu entfernen. Und unter geeigneten Umständen können eines oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Konzepte auf andere Arten von Filtereinheiten, die andere Arten von Fluiden, z. B. Schmierstoff, hydraulische und andere Fluide, als auch Luft filtern, angewendet werden.
Die Filtereinheit 10 enthält ein Filtergehäuse 12, das so konstruiert ist, dass es eine Filterpatrone 14 zum Filtern des Fluids darin aufnehmen kann. Das Filtergehäuse 12 umfasst einen Gehäusekörper, der eine Seitenwand 16 und eine Stirnwand 18 hat. Die Seitenwand 16 und die Stirnwand 18 umgrenzen einen Filterpatronenraum 20, der groß genug ist, um die Filterpatrone 14 darin aufzunehmen, und wobei die Stirnwand 18 ein geschlossenes Ende des Raumes 20 bildet. Der Gehäusekörper hat ein offenes Ende, das etwa der Stirnwand 18 gegenüber liegt, wobei das offene Ende bei Gebrauch durch einen Deckel 22 geschlossen wird, der den Raum 20 abschließt. Der Gehäusekörper umfasst des Weiteren eine Einlassöffnung 24, dargestellt in 2, durch die zu filternder Kraftstoff in den Raum 20 eintritt, und einen Auslass 26, sich von der Stirnwand 18 erstreckend dargestellt, durch welchen der Kraftstoff auf seinem Weg zum Verbrennungsmotor austritt. Es ist anzumerken, dass das Filtergehäuse 12 andere Konfigurationen als die hier beschriebenen aufweisen kann.
Ein Fluiddurchgangselement in der Form eines Steigrohres 30 ist an der Stirnwand 18 befestigt und erstreckt sich aufwärts in den Raum 20 auf das offene Ende und den Deckel 22 zu. In der dargestellten Ausführung ist das Steigrohr 30 von seinem Ende 32, verbunden mit der Stirnwand 18, zu einer Endspitze 34 üblicherweise hohl, wodurch ein interner Durchflußkanal 36 gebildet wird. Der Durchflußkanal 36 steht in Verbindung mit dem Auslass 26, so dass Kraftstoff, der in das Steigrohr 30 eintritt, vom Steigrohr in den Auslass 26 und zum Verbrennungsmotor fließen kann. Das Steigrohr 30 ist im Gehäuse 12, das eine zentrale Achse A-A aufweist, angeordnet. Bei einigen Ausführungen kann die Achse A-A des Gehäuses 12 im Gehäuse außermittig sein.
Bezugnehmend auf 2 ist das Steigrohr 30 als von seinem Ende 32 zur Endspitze 34 hin oval geformt dargestellt. Ein Beispiel eines ovalen Steigrohres ist im US-Patent 6,884,349 offenbart. Während diese Veröffentlichung das Steigrohr als oval geformt beschreibt, sei angemerkt, dass die hier beschriebenen Konzepte sowohl einzeln als auch in verschiedenen Kombinationen mit einem kreisförmigen Steigrohr und mit Steigrohren, die andere Formen haben, verwendet werden können.
Ein Durchflussbegrenzungsventil 50 ist an der Endspitze des Steigrohres 30 angeordnet, um den Kraftstofffluss in das Steigrohr zu steuern. Das Ventil 50 kann verhindern, dass Kraftstoff in das Steigrohr fließt, wenn die Filterpatrone 14 nicht installiert ist, oder wenn eine ungeeignete Filterpatrone installiert ist. Bei einigen hier beschriebenen Ausführungen ist die Filterpatrone so konstruiert, dass sie mit dem Ventil derart zusammenwirkt, dass verhindert wird, dass das Ventil den Kraftstofffluss in das Steigrohr unterbindet, wenn die Filterpatrone 14 oder eine andere geeignet konstruierte Filterpatrone installiert ist. Ein Beispiel eines auf diese Weise arbeitenden Ventils ist im US-Patent 6,884,349 offenbart.
Filterpatrone
Bezugnehmend auf die 1 bis 3 ist die Filterpatrone 14 als ein Filter-im-Filter-Typ mit einem inneren Filter 60 und einem äußeren Filter 62 dargestellt. In der dargestellten Ausführung ist der innere Filter 60 so konstruiert, dass er durch Einrasten mit dem äußeren Filter 62 während des Zusammenbaus der Patrone 14 verbunden wird, um eine Einheit zu bilden.
Der innere Filter 60 enthält einen Ring von Filtermaterial 64, eine obere Stirnplatte 66, die an einem oberen Ende des Materials 64 befestigt ist, und eine untere Stirnplatte 68, die an einem unteren Ende des Materials 64 befestigt ist. Gleichermaßen umfasst der äußere Filter 62 einen Ring von Filtermaterial 70, eine obere Stirnplatte 72, die an einem oberen Ende des Materials 70 befestigt ist, und eine untere Stirnplatte 74, die an einem unteren Ende des Materials 70 befestigt ist. Die Stirnplatten 66, 68, 72, 74 sind aus einem geeigneten Material, z. B. Kunststoff, gebildet.
Kraftstoff kann Wasser in verschiedenen Formen enthalten, einschließlich freien Wassers, z. B. Tröpfchen, und emulgierten Wassers. Vorzugsweise ist das Filtermaterial 70 so gebildet, dass freies Wasser bereits am Anfang abgeschieden wird, wenn der Kraftstoff von außen in den Filter eintritt. Das freie Wasser dringt nicht in das Material 70 ein und verbleibt im Wesentlichen außerhalb des Filters. Das Material 70 verbindet außerdem die Mehrheit des emulgierten Wassers und trennt das dann gebundene Wasser vom Kraftstoff. Das Material 70 hält darüber hinaus weiche und feste Verunreinigungen vom Kraftstoff zurück. Das Wasser setzt sich dadurch, dass es schwerer als Kraftstoff ist, am Boden der Filterpatrone ab und fließt durch Öffnungen zu einem Wassersammelbereich an der Basis des Gehäuses ab. Wenn der Kraftstoff in das Material 64 eintritt, ist der überwiegende Teil des Wassers bereits abgetrennt, und das Material 64 filtert Partikel aus dem Kraftstoff, bevor der Kraftstoff in die Mitte der Filterpatrone eintritt. Das Material 64 trennt auch verbleibendes Wasser vom Kraftstoff ab und verhindert, dass das Wasser in das Material 64 eintritt. Der gefilterte Kraftstoff tritt dann in das Steigrohr 30 ein und fließt zum Auslass 26, der zu einer stromabwärts liegenden geschützten Komponente, z. B. einer Kraftstoffpumpe, führt.
Das Äußere des Filtermaterials 64 liegt überwiegend dem Inneren des Filtermaterials 70 des Filters 62 gegenüber, wobei das Innere des Ringes aus dem Filtermaterial 64 eine Seite für sauberen oder gefilterten Kraftstoff der Filterpatrone 14 bildet, und das Äußere des Materials 70 eine Seite für verunreinigten oder unfiltrierten Kraftstoff, wobei die Filterpatrone für einen Durchfluss von außen nach innen konstruiert ist. Unter geeigneten Umständen können die hier beschriebenen Konzepte auch auf Patronen mit einem Kraftstofffluss von innen nach außen angewendet werden.
Die obere Stirnplatte 72, dargestellt in den 3 und 4, enthält eine erste, überwiegend kreisförmige, horizontale Platte 80. Ein Flansch 82 erstreckt sich von der Platte 80 nach unten und ist leicht nach außen geneigt, wobei das Ende des Flansches 82 mit einem Ring 84, der überwiegend horizontal ist, verbunden ist. Die Bodenfläche des Ringes 84 ist mit dem oberen Ende des Filtermaterials 70 auf geeignete Weise verbunden, z. B. durch Klebstoff oder durch Verschmelzung des Ringes 84 mit dem Filtermaterial durch Hitze.
Die Platte 80 und der Flansch 82 bilden einen hohlen Bereich 86, der, wie in 3 dargestellt, das Ende des inneren Filters 60 aufnimmt. Dies ermöglicht die Verwendung eines längeren inneren Filters, um die Menge des Filtermaterials zum Filtern zu erhöhen.
Wie in den 1 und 4 dargestellt, erstreckt sich die Kante der Platte 80 über den Flansch 82 hinaus, um eine umlaufende Lippe 90 zu bilden. Es ist ein Mechanismus vorhanden, um den Deckel 22 mit der Filterpatrone 14 über die Stirnplatte 72 zu verbinden. Insbesondere zeigt eine Vielzahl elastischer Finger 92 vom Deckel 22 aus nach unten. Jeder Finger 92 weist ein vergrößertes Ende 94 auf, mit dem die Finger 92 über die Lippe 90 einrasten. Der Deckel 22 enthält darüber hinaus Innengewinde 96, die in Außengewinde 98, die am oberen Ende der Seitenwand 16 ausgebildet sind, eingreifen, und durch die der Deckel 22 auf den Gehäusekörper geschraubt werden kann.
Im Betrieb kann die Filterpatrone 14 mit dem Deckel 22 vor Einsetzen der Patrone in das Gehäuse verbunden werden, und danach wird der Deckel 22 auf die Seitenwand 16 geschraubt. Die Finger 92 können auf der äußeren Kante der Lippe 90 gleiten, um es dem Deckel 22 zu ermöglichen, sich relativ zur oberen Stirnplatte 72 zu drehen. Alternativ kann die Patrone 14 zuerst im Gehäuse installiert werden, und danach wird der Deckel 22 mit der Patrone über die Finger 92 verbunden und der Deckel 22 auf die Wand 16 geschraubt. Das Entfernen des Deckels 22 geschieht durch Abschrauben des Deckels und Abheben des Deckels und der Patrone 14 zusammen aus dem Gehäuse. Wenn der Deckel 22 nach oben gehoben wird, umfassen die Enden 94 der Finger 92 die Lippe 90, wodurch die Patrone 14 ebenfalls angehoben wird. Die Patrone 14 kann dann vom Deckel 22 entfernt werden, indem die Enden der Finger 92 manuell nach außen gebogen werden, um sich von der Lippe 90 zu lösen.
Soweit erforderlich, kann ein Griff an der oberen Oberfläche der Platte 80 befestigt werden, um die Handhabung der Patrone 14, z. B. das Herausheben der Patrone aus dem Gehäuse, zu erleichtern. Jedoch bietet auch die Lippe 90 dem Benutzer die Möglichkeit, die Patrone 14 zu greifen und aus dem Gehäuse zu heben. Deshalb ist der Griff optional.
Wie in 3 und 5 dargestellt, enthält die obere Stirnplatte 66 des inneren Filters 60 eine überwiegend kreisförmige horizontale Platte 110. Die Platte 110 umfasst einen Umfangsbereich 112, der geeignet mit dem oberen Ende des Filtermaterials 64 verbunden ist, z. B. durch Kleben oder durch Erhitzen zum Fixieren des Teiles 112 am Filtermaterial 64. Ein Stift 114 zeigt von der Mitte der Platte 110 nach unten. Der Stift 114 ist so ausgebildet, dass er mit dem Ventil 50 in einer nachfolgend beschriebenen Weise zusammenwirkt. Der Stift 114 ist mit der Platte 110 über vier Versteifungsrippen 116, die eine Versteifung des Stiftes 114 bewirken, verbunden.
Eine Schutzrand 118 erstreckt sich von der Platte 110 nach unten und umgibt den Stift 114 und die Versteifungsrippen 116. Der Rand 118 umfasst ein festes umlaufendes Bodenteil 120, das mit der Platte 110 und den Enden der Versteifungsrippen 116 verbunden ist, und eine Vielzahl beabstandeter Nasen 122, die sich vom Bodenteil 120 erstrecken. Die Nasen 122 haben eine etwa konstante Breite von ihrem Befestigungspunkt am Bodenteil zu den Endspitzen. Es ist zwischen jeder Nase 122 ein Spalt 124 vorgesehen, dessen Zweck unten beschrieben wird.
Die untere Stirnplatte 68 des inneren Filters 60 ist in den 3, 6A und 6B dargestellt. Die Stirnplatte 68 umfasst eine überwiegend ringförmige horizontale Platte 130, die geeignet am unteren Ende des Filtermaterials 64 befestigt ist, z. B. durch Klebstoff oder durch Hitze zum Fixieren der Platte 130 am Filtermedium. Eine Öffnung für das Steigrohr 132, die so konstruiert ist, dass sie den Durchtritt des Steigrohres 30 ermöglicht, ist in der Mitte der Platte 130 geformt. Bei der dargestellten Ausführung hat die Öffnung 132 eine der Form des Steigrohres ähnliche Form, z. B. oval. Wenn das Steigrohr eine unterschiedliche Form hat, z. B. kreisförmig, kann die Öffnung 132 jedoch eine Form, z. B. kreisförmig, haben, die ähnlich der Form des Steigrohres ist.
Ein Dichtungsträger 134, z. B. ein Flansch, erstreckt sich von der Platte 130 nach unten, um eine Dichtung 138 (sichtbar in 3) zu stützen, die so konstruiert ist, dass sie mit der äußeren Oberfläche des Steigrohres 30 abdichtet, wenn die Filterpatrone installiert ist. Der Träger 134 kann sich um den gesamten Umfang der Öffnung 132 oder nur um Teile davon erstrecken. Ein sich nach innen erstreckender Absatz 136 ist an der Basis des Trägers 134 ausgebildet, um den Boden der Dichtung 138 zu stützen. Die Dichtung 138 erstreckt sich über den überwiegenden Teil der Höhe des Trägers 134 und umfasst einen dazwischen liegenden, sich nach innen erstreckenden Kamm 140, der mit dem Steigrohr abdichtet.
Die Dichtung 138 kann jede Form haben, die geeignet ist, um mit der Außenseite des Steigrohres abzudichten. Z. B. kann die Dichtung oval geformt sein, wenn das Steigrohr ovalförmig ist; für ein kreisförmiges Steigrohr kann die Dichtung kreisförmig sein. Zusätzlich kann die Dichtung 138 am Träger 134 in jeder geeigneten Weise befestigt sein. Z. B. kann die Dichtung 138 am Träger 134 durch Presspassung, Klebstoff etc. befestigt sein.
Eine Vielzahl flexibler Verbindungsarme 142 sind mit dem Boden der Platte 130 in der Nähe ihrer äußeren Kante verbunden und erstrecken sich von der Platte 130 in einem Winkel α, z. B. 20 Grad, nach unten. Die Arme 142 können, wie im dargestellten Beispiel, in gleichmäßig beabstandeten Intervallen um die Platte herum positioniert sein, jedoch kann die Beabstandung auch anders als gleichmäßig sein. In der dargestellten Ausführung werden vier Arme 142 verwendet, jedoch kann auch eine größere oder kleinere Anzahl von Armen 142 verwendet werden. Die Arme 142 erstrecken sich jeweils in einem Winkel dergestalt, dass die Enden 144 der Arme radial jenseits der äußeren Kante der Platte 130 positioniert sind (6B). Die Arme 142 helfen darüber hinaus, einen Spalt zwischen den Filtermaterialien 64 und 70 zu schaffen.
Die Arme 142 werden dafür verwendet, um beim Verbinden der unteren Stirnplatte 68 des inneren Filters 60 mit der unteren Stirnplatte 74 des äußeren Filters 62 zu unterstützen. Die Stirnplatte 74, dargestellt in 3 und 7, enthält eine etwa ringförmige, horizontale Platte 150, die in geeigneter Weise am Bodenende des Filtermaterials 70 befestigt ist, z. B. durch Benutzung von Klebstoff oder durch Benutzung von Hitze, um die Platte 150 am Filtermaterial zu befestigen. Die Platte 150 umgibt eine Öffnung 152, durch die der innere Filter 60 in den äußeren Filter 62 eingesetzt werden kann. Die Öffnung 152 ist durch einen Flansch 154, der sich von der Platte 150 um den gesamten Umfang der Öffnung 152 nach unten erstreckt, abgegrenzt, um die Öffnung zusätzlich abzugrenzen.
Ein sich nach innen erstreckender Absatz 156 ist an der Basis des Flansches 154 ausgebildet. Der Absatz 156 bildet einen Sitz, um auf diesem die Enden der Arme 142 der unteren Stirnplatte 68 des inneren Filters 60 darauf aufzunehmen, wie in 3 dargestellt. Der äußere Durchmesser, der durch die Enden der Arme 142 gebildet wird, ist vorzugsweise größer als der innere Durchmesser der inneren Kante des Absatzes 156, so dass die Arme 142 nach innen gedrückt werden, wenn der innere Filter 60 in den äußeren Filter 62 eingesetzt wird. Sobald die Enden der Arme 142 den Absatz 156 dabei passiert haben, springen die Enden 144 nach außen in die in 3 dargestellte Position. Folglich bildet die Formgebung der Arme 142, des Flansches 154 und des Absatzes 156 eine Einrastverbindung zwischen den Filtern 60 und 62. Zusätzlich ist eine relative Drehbewegung zwischen dem äußeren Filter 62 und dem inneren Filter 60 um die Mittelachse A-A möglich, um die Ausrichtung der Öffnung 132 mit dem Steigrohr 30 zu ermöglichen.
Wie in 7 dargestellt, ist ein Schlitz 158 um den äußeren Umfang des Flansches 154 der unteren Stirnplatte 74 ausgebildet. Der Schlitz 158 nimmt eine Dichtung 160 auf, die so konstruiert ist, dass sie mit einer inneren Oberfläche der Seitenwand 16 des Gehäuses, wie in 1 dargestellt, abdichtet.
Durchflussbegrenzungsventil
Das Durchflussbegrenzungsventil 50 wird anhand der 1 und 8 bis 11 beschrieben. Das Ventil 50 dienst zur Steuerung des Durchflusses von Kraftstoff in das Steigrohr 30 und zum Auslass 26. In einer hier beschriebenen Ausführung ist das Ventil 50 so ausgebildet, dass es den gesamten Fluss von Kraftstoff in das Steigrohr 30 verhindert, wenn keine Filterpatrone installiert ist oder wenn eine ungeeignete Filterpatrone installiert ist, jedoch den Durchfluss in das Steigrohr zulässt, wenn eine geeignet konstruierte Filterpatrone installiert ist.
In alternativen hier beschriebenen Ausführungen kann das Ventil so konstruiert sein, einen begrenzten Fluss von Kraftstoff in das Steigrohr 30 zuzulassen, wenn keine Filterpatrone installiert ist, oder wenn eine ungeeignete Filterpatrone installiert ist. Der begrenzte Durchfluss ermöglicht die Schmierung stromabwärts liegender Komponenten, z. B. der Kraftstoffpumpe, er ist jedoch nicht ausreichend, um einen Betrieb des Verbrennungsmotors zu ermöglichen.
Das Ventil 50 wird nachfolgend im Zusammenhang mit der Benutzung mit der Filterpatrone 14, die obenstehend beschrieben wurde, beschrieben. Es sei jedoch angemerkt, dass die Konzepte des Ventils 50 mit anderen Ausgestaltungen der Filterpatrone, z. B. einer einstufigen Filterpatrone, genutzt werden können.
Die Endspitze 34 des Steigrohres 30 ist offen, und das Ventil 50 ist in der offenen Endspitze wie in 8 dargestellt befestigt. Das Ventil 50 enthält einen Ventilkäfig 170, eine Ventilkappe 172 und eine Kugel 174. Der Ventilkäfig 170 umfasst einen Anteil, der so konstruiert ist, um mit dem Ende 34 des Steigrohres 30 zusammenzupassen. Im Fall eines ovalförmigen Steigrohres ist der Teil des Ventilkäfigs 170 innerhalb des Standrohres etwa ovalförmig, um eng mit dem Steigrohr zusammenzupassen.
Wie in 8, 9A und 9B dargestellt, hat der Ventilkäfig 170 eine Seitenwand 180, und ein Abschnitt reduzierten Durchmessers 182 erstreckt sich von der Basis der Seitenwand 180 und ist durch Presspassung oder auf andere Weise mit dem Ende des Steigrohres 30 verbunden. Bei Einsetzen in das Standrohr ruht die Basis des Abschnittes verringerten Durchmessers 182 auf einer Schulter 184, die im Inneren des Steigrohres geformt ist. Um den Abschnitt 182 im Steigrohr zu halten, ist die äußere Oberfläche des Abschnittes 182 mit Rippen 186 versehen, die in die innere Oberfläche des Steigrohres eingreifen.
Der Ventilkäfig 170 ist üblicherweise hohl und durch eine Wand, die sich von einer Seite der Seitenwand 180 in Richtung der gegenüberliegenden Seite erstreckt, geteilt. Die Wand 192 ist mit einer Wand 194, die sich nach oben zu einer Deckenwand 196 erstreckt, die mit der gegenüberliegenden Seitenwand 180 verbunden ist, verbunden. Wie in 9A dargestellt, enthält die Wand 192 einen gebogenen Abschnitt 200, der eine Bahn für die Kugel 174 bildet. Der Abschnitt 200 fällt von der Wand 194 zur Seitenwand 180 abwärts gerichtet ab. Die Wand 194 enthält eine kreisförmige Öffnung 204, die das Äußere des Käfigs 170 mit dem Inneren des Käfigs 170 und dem Durchflußkanal 36 verbindet. Die Kugel 174 ist so ausgebildet, dass sie entlang der Bahn 200 rollt und die Öffnung 204 versperren kann, um den Fluss von Kraftstoff in das Steigrohr zu unterbinden.
Wie in den 9A und 9B dargestellt, enthält die Bahn 200 eine Stufe 206, die die Kugel 174 daran hindert, unerwünscht die Bahn 200 hochzurollen und die Öffnung 204 zu versperren. Die Stufe 206 unterteilt die Bahn 200 in einen ersten Abschnitt 200a und einen zweiten Abschnitt 200b der Bahn. Zusätzlich ist die Wand 194 in einem spitzen Winkel β, z. B. ungefähr 85 Grad, relativ zur horizontalen Achse angeordnet. Das Anwinkeln der Wand 194 auf diese Weise verringert die Möglichkeiten der Kugel 174, in einer Position steckenzubleiben, in der sie die Öffnung 204 versperrt. Desweiteren ist eine Rippe 208 innerhalb der Kappe 170 unmittelbar hinter der Öffnung 204 angeordnet. Die Rippe 208 begrenzt, wie weit die Kugel 174 in die Öffnung 204 eindringen kann, was dabei hilft, die Kugel 174 am Verbleiben in einer Position, in der sie die Öffnung 204 versperrt, zu hindern.
Der Käfig 170 enthält auch eine Öffnung 222, die durch die Seitenwand 180 hindurch gebildet ist, und wobei die Öffnung eine Verbindung des Äußeren des Käfigs 170 mit dem Inneren des Käfigs 170, und folglich mit der Öffnung 204 und dem Inneren des Steigrohres für Fluid herstellt. Die Öffnung 222 ist in der Seitenwand 180 in einer Position angeordnet, die benachbart zum unteren Ende der Bahn 200 ist, so dass, wenn sich die Kugel 174 am unteren Ende der Bahn befindet, wie in 8 dargestellt, die Kugel 174 in der Öffnung 222 angeordnet ist.
Die senkrechte Höhe der Öffnung 222 ist dergestalt, dass die Kugel 174 nicht aus der Öffnung 222 entweichen kann. Zusätzlich ist bei der dargestellten Ausführung die Öffnung 222 so konstruiert, dass die Kugel 174 nicht die gesamte Öffnung 222 versperren kann, so dass Kraftstoff in das Innere des Käfigs 170 fließen kann, wenn die Kugel 174 sich in der Öffnung 222 befindet. Als Beispiel ist die Öffnung 222 als etwa länglich dargestellt, wodurch Kraftstoff zwischen den Seiten des Balles 174 und den Enden der Öffnung 222 hindurch und in den Käfig 170 fließen kann, wenn sich die Kugel in der in 8 dargestellten Position befindet.
Wie in den 8 und 10A–C dargestellt, ist die Ventilkappe 172 oval geformt und so konstruiert, dass sie an der Spitze des Ventilkäfigs 170 befestigt werden kann. Die Kappe 172 kann am Käfig 170 in jeder geeigneten Weise befestigt werden, z. B. mit Klebstoff oder durch thermisches Verbinden. Wenn sie an ihrer Position ist, passt die Ventilkappe 172 über den Ventilkäfig 170, um die Kugel 174 im Käfig zu halten.
Die Seitenwand 224 der Kappe 172 ist etwa konisch geformt, und eine Öffnung 226 erstreckt sich durch die Spitze der Kappe. Die Öffnung 226 ermöglicht es dem Stift 114 auf der Filterpatrone 14 (oder anderen Ausführungen von Stiften, die hier beschrieben sind), sich durch diese zu erstrecken, wenn die Patrone installiert ist, wobei sich der Stift 114 hin zu einer Position erstreckt, die, wie in 8 dargestellt ist, der Bahn 200 benachbart ist. In dieser Position hindert der Stift 114 die Kugel 174 daran, sich die Bahn 200 entlang aufwärts zu bewegen und die Öffnung 204 zu versperren, wenn die Patrone 14 installiert ist.
Ein Paar Vorsprünge 230, 232 sind auf der Seitenwand 224 ausgebildet, wobei die Vorsprünge 230, 232 gewinkelte äußere Kanten 234, 236 enthalten. Wenn die Filterpatrone 14 während der Installation nicht richtig ausgerichtet ist, bewirken die Vorsprünge 230, 232 eine Drehung der Filterpatrone 14 in die richtige Ausrichtung als Ergebnis des Eingriffes zwischen der Öffnung 132/Dichtung 138 auf der Stirnplatte 68 und den Vorsprüngen 230, 232, wobei die angewinkelten Kanten 234, 236 eine seitwärts drehende Kraft erzeugen, um die Drehung der Filterpatrone hervorzurufen. Die ovale, konisch geformte Seitenwand 224 ohne Vorsprünge kann ebenfalls diese selbsttätige Ausrichtung bewirken. Deshalb sind die Vorsprünge 230, 232 optional.
Die Funktion des Ventils 50 sollte aus der vorstehenden Beschreibung offensichtlich sein. Wenn die Filterpatrone 14 nicht installiert ist, bewirkt die Schwerkraft, dass die Kugel 174 sich zum Ende der Bahn 200 in die in 8 dargestellte Position bewegt. Wenn ausreichender Kraftstoffdruck an der Kugel 174 angreift, während keine Filterpatrone vorhanden ist, wird die Kugel 174 die Bahn 200 hinauf in die Position, in der sie die Öffnung 204 versperrt, gezwungen.
Während der Installation der Filterpatrone 14 erstreckt sich der Stift 114 nach unten in die in 8 dargestellte Position und verhindert, dass sich die Kugel die Bahn 200 hinauf und in die versperrende Position bewegt. Zusätzlich erstrecken sich die Nasen 122 des Schutzrandes 118 nach unten und umgeben den Käfig 170 und die Kappe 172. Wie in 8 zu sehen ist, erstrecken sich die Nasen 122 nach unten in eine Position, die der Öffnung 222 und der Kugel 174 benachbart ist. Die Spalte 124 zwischen den Nasen 122 ermöglichen es dem Kraftstoff, zwischen den Nasen 122 hindurch und in die Öffnung 222 und letztendlich in das Steigrohr zu fließen.
Da der Stift 114 die Bahn 200 blockiert, kann die Kugel 174 sich nicht in eine Position bewegen, in der sie die Öffnung 204 versperrt. Unter Betriebsbedingungen zwingt der Druck des Kraftstoffes die Kugel die Bahn entlang hoch und in Kontakt mit dem Stift 114. Die Öffnung 222 ist dann geöffnet, und ermöglicht es einer maximalen Menge von Kraftstoff, durch die Öffnung 222 hindurch zu treten. Der Kraftstoff fließt an der Kugel 174 und dem Stift 114 vorbei in die Öffnung 204 und in den Durchflußkanal 36 des Steigrohres zum Auslass 26.
Bei einer Ausführung wird der Fluss von Kraftstoff in das Steigrohr dann, wenn die Kugel 174 in der Öffnung 204 sitzt, wenn keine Filterpatrone (oder eine ungeeignete Filterpatrone) installiert ist, im Wesentlichen vollständig unterbunden. In einer anderen Ausführung ist es einer gewissen Menge von Kraftstoff möglich, in das Steigrohr zu fließen, wenn die Kugel 174 in der Öffnung 204 sitzt. Die Menge des Kraftstoffes, der der Durchtritt an der Kugel 174 vorbei ermöglicht wird, sollte nicht ausreichend sein, um einen Betrieb des Verbrennungsmotors zuzulassen, jedoch ausreichend, um die Schmierung stromabwärts liegender Komponenten, z. B. der Kraftstoffpumpe, im Fall von Dieselkraftstoff, zu ermöglichen. Da der Kraftstofffluss nicht vollständig unterbunden werden muss, können die hier beschriebene Kugel und die Öffnung 204 mit geringeren Toleranzen hergestellt werden, wodurch die Kosten der Herstellung verringert werden. Z. B. könnte die Öffnung 204 mit einer Form, die ähnlich der Form der Öffnung 222 ist, gebildet werden, wodurch dann, wenn die Kugel in der Öffnung 204 sitzt, Kraftstoff noch an der Kugel vorbei fließen kann. Bei anderen Ausführungen kann die Kugel oder die Wand, die durch die Öffnung 204 gebildet wird, mit Rillen, Kanälen oder ähnlichem hergestellt werden, um Kraftstofffluss an der Kugel vorbei zu ermöglichen.
Deshalb ist mit dem Wort „unterbinden”, wie es hier verwendet wird, gemeint, dass entweder vollständig der Fluss von Kraftstoff in das Steigrohr verhindert wird, als auch, dass eine gewisse Menge von Kraftstoff in das Steigrohr fließt, solange die Menge des Kraftstoffes, der durchfließt, nicht für den Betrieb des Verbrennungsmotors ausreicht, es sei denn, dass dies entweder in der Beschreibung oder in den Ansprüchen anders angegeben ist.
11 zeigt eine Dichtung 450, die in die Öffnung 226 an der Spitze der Kappe 172 (siehe 10A) passt. Die Dichtung 450 verhindert, dass übermäßig viel ungereinigter, ungefilterter Kraftstoff durch die Öffnung 226 in das Steigrohr eintritt. Die Dichtung 450 ist mit einer kreuzschlitzförmigen Öffnung 452 versehen, die den Durchtritt des Stiftes 114 durch die Dichtung 450 und nach unten auf die Bahn der Kugel, um die Kugel zu blockieren, ermöglicht.
12 zeigt eine Dichtung 470, die eine Abwandlung der Dichtung 138 ist, die auf der Stirnplatte 68 (siehe 3) verwendet wird. Die Dichtung 470 ist als eine einrastende Dichtung konstruiert, die durch Einrasten mit dem Flansch auf der Stirnplatte 68 ineinander greift. Die Dichtung 470 enthält eine Vielzahl von Nasen 472, die sich von ihrem Umfang nach außen erstrecken und in Rillen, die auf der Stirnplatte 68 geformt sind, eingreifen, um sicherzustellen, dass die Dichtung an ihrer Position verbleibt.
13A und 13B zeigen eine Abwandlung einer Dichtungsanordnung zwischen einem Steigrohr 600 und einer Filterpatrone 602. In dieser Ausführung ist eine Dichtplatte 604 vorgesehen, die um das Steigrohr 600 installiert werden kann. Wenn das Steigrohr 600 oval geformt ist, wird eine ovalförmige Dichtung 606 (oder eine runde Dichtung, wenn ein rundes Steigrohr verwendet wird), an der Dichtungsplatte 604 befestigt, bevor die Platte 604 installiert wird. Wenn die Platte 604 auf dem Steigrohr 600 installiert ist, dichtet die Dichtung 606 mit der äußeren Oberfläche des Steigrohres 600 ab, um das Durchlecken unfiltrierten Kraftstoffes zu verhindern. Die äußere Oberfläche 608 der Platte 604 ist kreisförmig und ist als etwa waagerecht und eben dargestellt. Die Filterpatrone 602 kann eine kreisförmige Dichtung 610 umfassen, die mit der Oberfläche 608 der Platte 604 abdichtet, wenn die Patrone installiert ist. Diese Ausführung ermöglicht es der Filterpatrone 602, an ihrem Boden eine kreisförmige Dichtungsgestaltung zu haben. Jedoch können das Steigrohr 600 und die Filterpatrone 602 eines oder mehrere der anderen vorstehend beschriebenen Konzepte aufweisen.
14A und 14B zeigen eine Ausführung, bei der eine Filterpatrone 650 eine ovalförmige Öffnung 652 in einer Bodenstirnplatte 654 enthält. Eine ovalförmige Dichtungsrille 656 umgibt die Öffnung 652. Eine ringförmige Dichtung 658 ist in der ovalförmigen Dichtungsrille 656 angeordnet. Wenn die Filterpatrone 650 auf ein ovalförmiges Steigrohr 670 installiert wird, passt sich die Dichtung 658 an die ovale Form des Steigrohres 670 und der Rille 656 an und bildet eine Dichtung, die in ihrer Form oval ist.
Es wurde vorstehend beschrieben, dass der Stift 114 mit der Stirnplatte 66 verbunden ist. Jedoch sind auch andere Gestaltungsformen möglich. 15 zeigt eine Ausführung, bei der ein separater Stift 700 in eine Öffnung im oberen Ende eines Durchflussbegrenzungsventils 702 eingesetzt wird, um eine Kugel 704 zu blockieren und zu verhindern, dass die Kugel eine Öffnung 706 versperrt. Dann kann eine Filterpatrone 708, an der kein Stift befestigt ist, installiert werden. Die Filterpatrone 708 ist als einstufige Filterpatrone dargestellt, es kann jedoch auch eine Filter-im-Filter-Konstruktion, die ähnlich zur Filterpatrone 14, die oben beschrieben wurde, ist, wobei jedoch der Stift 114 und der Schutzrand 118 entfernt sind, verwendet werden. Der Stift 706 kann jede Form oder Größe haben, solange er dazu geeignet ist, die Kugel 704 zu blockieren.
Viele der vorstehend beschriebenen Konzepte haben ein Steigrohr im Filtergehäuse verwendet. Jedoch können auch viele der hier beschriebenen Konzepte in Filtergehäusen ohne Steigrohre angewendet werden.
Z. B. zeigen 16A–F ein Durchflussbegrenzungsventil, das eine Kugel enthält und an der Basis eines Filtergehäuses eingebaut ist, und das ohne ein Steigrohr ist. In 16A ist dargestellt, dass eine Kugel 920 innerhalb eines Abflusses 921 positioniert ist und auf einer Öffnung 905 eines Kraftstoffauslasses 924 sitzt. Der Auslass 924 ist am Boden des Abflusses 921 positioniert, der ein Teil des Filtergehäuses 922 ist. Der Kraftstoffauslass 924 kann einen ovalförmigen Querschnitt oder einen kreisförmigen Querschnitt haben.
Der Kugel 920 im Abfluss 921 benachbart ist eine balgförmige Dichtung 926. Die balgförmige Dichtung 926 ist an einer Seitenwand 919 des Abflusses 921 befestigt und mit einem Rückflusskanal 930, der zurück zu einem Kraftstofftank (nicht gezeigt) führt, verbunden. In einer geschlossenen Position (16A) verhindert die Kugel, dass Kraftstoff in den Auslass 924 fließt, sodass der Kraftstoff gezwungen ist, durch die balgförmige Dichtung 926 hindurch zu treten und durch den Rückflusskanal 930 zurück in den Kraftstofftank zu fließen.
Die Bewegung der Kugel 920 in eine offene Position ergibt sich durch das Installieren einer geeigneten Filterpatrone 900. Wie in 16B dargestellt, enthält die Patrone 900 eine kreisförmige Stirnplatte 903 und einen Bodenvorsprung 902. Die kreisförmige Stirnplatte ist am Bodenbereich der Filterpatrone 900 befestigt und besitzt einen Durchmesser, der größer als das Filtermaterial 907 der Patrone 900 ist. Die Stirnplatte 903 hat einen Durchgang für sauberen Kraftstoff (nicht gezeigt), der entlang seiner Erstreckung etwa kreisförmig ist. Die Stirnplatte 903 ist mit einer Kerbe 915 versehen, in die ein zugehöriger Vorsprung 916 im Gehäuse 922 eingreift. Die Kerbe 915 und der Vorsprung 916 verhindern, dass sich die Patrone 900 im Gehäuse dreht und stellen auch sicher, dass die richtige Filterpatrone installiert ist.
Der Bodenvorsprung 902 ist etwa zylinderförmig und hohl. Er hat einen Durchmesser, der etwa mit dem Durchmesser des Durchlasses für sauberen Kraftstoff in der Stirnplatte 903 zusammenpasst. Die Bodenöffnung 908 des Bodenvorsprunges 902 ist mit einer dünnen ventralen Rippe 950 versehen, die entlang des Zentrums der Öffnung 908 verläuft. Die ventrale Rippe 950 ist so konstruiert, dass sie eine Bewegung der Kugel 920 auf eine offene Position hervorruft, wenn die Patrone 900 installiert wird. Die ventrale Rippe 950 hat eine abgeschrägte Kante 906, die relativ zu einer zentrischen Längsachse A-A einen spitzen Winkel a aufweist (16F), und eine vertikale Kante 904, die etwa parallel zur Achse A-A ist. Die Rippe 950 ist dünn genug, um durch einen mittigen Schlitz 914 einer Scheibe 912 (16C) zu gleiten. Der mittige Schlitz 914 der Scheibe 912 positioniert die Patrone 900, und eine Vielzahl von Öffnungen 910 in der Scheibe 912 ermöglichen es dem Kraftstoff, hindurch zu treten.
Wie in den 16A, 16D und 16E dargestellt, ist die Scheibe 912 auf einer Kante 932 des Abflusses 921 positioniert. Die Kante 932 und der Abfluss 921 sind etwa kreisförmig. Der Abfluss 921 hat eine Tiefe, die größer als der Durchmesser der Kugel 920 und größer als die Höhe der balgförmigen Dichtung 926 ist. Die Öffnung 905 des Auslasses 924 ist in der Mitte des Abflusses 921 positioniert. Die Bodenoberfläche 933 des Abflusses 921 ist mit einem flaschenförmigen Kanal 934 versehen. Der flaschenförmige Kanal 934 ermöglicht die Bewegung der Kugel 920 auf die balgförmige Dichtung 926 hinzu, wenn die Patrone 900 installiert ist.
Die Patrone 900 wird durch Ausrichten der Kerbe 915 mit dem Vorsprung 916 und durch Einsetzen der ventralen Rippe 950 durch den Schlitz 914 der Scheibe 912 installiert. Wenn die ventrale Rippe 950 sich durch den Schlitz 914 erstreckt, drückt der geneigte Bereich 906 der ventralen Rippe 950 die Kugel 920 in einer horizontalen Richtung relativ zur Achse A-A auf die balgförmige Dichtung 926 zu. Wenn das flache Ende 909 an der Spitze der ventralen Rippe 950 im Hals des flaschenförmigen Kanals 934 sitzt, befindet sich die Kugel 920 in einer offenen Position, in der balgförmigen Dichtung gelegen, und verhindert, dass Kraftstoff in die balgförmige Dichtung 926 eintritt und erlaubt somit dem Kraftstoff, durch den Auslass 924 zu fließen.
Die Kugel 920 kann so konstruiert werden, dass sie vollständig den gesamten Durchfluss von Kraftstoff in den Auslass 924 verhindert, wenn sich die Kugel in der verschließenden Position befindet. Alternativ kann die Kugel so konstruiert werden, dass sie einen begrenzten Kraftstofffluss in den Auslass 924 zulässt, wenn sie in der verschließenden Position ist. Z. B. können Kerben oder Schlitze auf der Kugel 920 und/oder der Wand, die die Öffnung 905 bildet, angeordnet werden, die einen begrenzten Fluss von Kraftstoff zulassen, wenn sich die Kugel in der verschließenden Position befindet. Wie groß die Menge des begrenzten Kraftstoffflusses an der Kugel 920 vorbei ist, ist unkritisch, solange die Menge des Kraftstoffflusses, der in der geschlossenen Position des Balles möglich ist, nicht ausreicht, um den Verbrennungsmotor zu betreiben.
Die Erfindung kann in anderen Ausführungsformen verwirklicht sein, ohne vom Sinn oder den besonderen Merkmalen davon abzuweichen. Die in dieser Anmeldung offenbarten Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht als beispielhaft und nicht beschränkend zu betrachten. Der Umfang der Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche eher als durch die vorangehende Beschreibung gekennzeichnet, alle Änderungen, die mit der Bedeutung zusammenhängen und in den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, werden hiermit erfasst.
Zusammenfassung
Die Erfindung betrifft ein „kein Filter – kein Durchfluss”-System, das so konstruiert ist, dass sichergestellt ist, dass eine Filterpatrone vorhanden ist, um gegen Beschädigung von Kraftstoffeinspritzventilen, zugehöriger Kraftstoffkomponenten etc., und gegen Motorfehlfunktionen zu schützen. Wenn keine Filterpatrone installiert ist, wird der Kraftstofffluss zum Verbrennungsmotor entweder vollständig verhindert oder ist in einer Menge zulässig, die nicht zum Betrieb des Verbrennungsmotors ausreicht, und die Benutzung einer geeignet konstruierten Filterpatrone ist erforderlich, um zum Betrieb des Verbrennungsmotors ausreichenden Kraftstofffluss zu ermöglichen. Bei einer Ausführung wird ein Durchflussbegrenzungsventil verwendet, das eine Kugel enthält.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 6884349 [0033, 0034]

Claims

Filtereinheit, enthaltend: ein Durchflussbegrenzungsventil (50) zum Steuern eines Strömungsmittelflusses zu einem Auslass (26), wobei das Durchflussbegrenzungsventil (50) eine Kugel (174) enthält, die auf einer geneigten Bahn (200) angeordnet ist, die eine Stufe (206) hat, welche die geneigte Bahn (200) in Abschnitte (200a, b) der geneigten Bahn unterteilt.
Filtereinheit (10) nach Anspruch 1, bei der sich die geneigte Bahn (200) von einer Seitenwand (180) zu einer angewinkelten Wand (194) erstreckt, und die angewinkelte Wand (194) eine Durchgangsöffnung (204) als Sitz für die Kugel (174) hat.
Filtereinheit (10) nach Anspruch 2, bei der die angewinkelte Wand (194) in einem Winkel von ungefähr 85° relativ zu einer horizontalen Achse geneigt ist.
Filtereinheit (10) nach Anspruch 2, des Weiteren eine Rippe (208) umfassend, die hinter der Öffnung (204) angeordnet ist und die das Eindringen der Kugel (174) in die Öffnung (204) begrenzt.
Filtereinheit (10) nach Anspruch 1, bei der das Durchflussbegrenzungsventil (50) mit einem Steigrohr (30) eines Filtergehäuses (12) verbunden ist, die geneigte Bahn (200) Teil eines Ventilkäfigs (170) des Durchflussbegrenzungsventils (50) ist, ein Teil des Ventilkäfigs (170) in einer Öffnung im Steigrohr (30) aufgenommen ist, und der Ventilkäfig (170) eine Durchgangsöffnung (222) hat, die einem Ende der geneigten Bahn (200) benachbart ist; und das Durchflussbegrenzungsventil (50) des Weiteren eine Ventilkappe (172) hat, die an einer oberen Oberfläche des Ventilkäfigs (170) befestigt ist.
Filtereinheit (10) nach Anspruch 5, bei der die Ventilkappe (172) des Weiteren eine Öffnung (226) aufweist, die sich durch einen oberen Abschnitt hiervon erstreckt.
Filtereinheit (10) nach Anspruch 5, bei der das Steigrohr (30) im seitlichen Querschnitt oval geformt ist.
Filtergehäuse (12), umfassend: einen Gehäusekörper mit einer Seitenwand (16) und einer Stirnwand (18), die einen Filterpatronenraum (20) bilden, wobei die Stirnwand (18) ein geschlossenes Ende des Filterpatronenraumes (20) bildet, und der Gehäusekörper ein offenes Ende hat, das der Stirnwand (18) gegenüberliegt; ein Steigrohr (30), das sich von der Stirnwand (18) entlang einer Längsachse in den Filterpatronenraum (20) zum offenen Ende erstreckt, wobei das Standrohr (30) etwa kreisförmig oder im seitlichen Querschnitt etwa oval geformt ist, und wobei das Steigrohr (30) einen internen Durchflußkanal (36) und eine Öffnung im Steigrohr (30) hat, die den Durchflußkanal (36) und den Filterpatronenraum (20) verbindet; und eine Anordnung zum Ausrichten der Filterpatrone an einem oberen Ende des Steigrohres (30).
Filtergehäuse (12) nach Anspruch 8, bei dem die ausrichtende Anordnung eine konisch geformte Struktur hat.
Filtergehäuse (12) nach Anspruch 9, bei dem die konisch geformte Struktur etwa oval ist und das Steigrohr (30) etwa oval geformt ist.
Filtergehäuse (12) nach Anspruch 10, des Weiteren zumindest einen Vorsprung auf einer äußeren Oberfläche der etwa ovalen, kegelförmig geformten Anordnung aufweisend, der eine angewinkelte äußere Kante hat.
Filtergehäuse (12) nach Anspruch 8, des Weiteren eine Dichtungsplatte (604) umfassend, die um das Steigrohr (600) angeordnet ist, eine oval geformte Dichtung (610) hat, die sich in dichtendem Eingriff mit einer äußeren Oberfläche des Steigrohres (600) befindet, und die eine äußere Oberfläche (608) hat, die kreisförmig ist.
Filterpatrone (14), umfassend: ein Filtermaterial (64) zum Filtern eines Fluids, das ein erstes Ende hat, ein zweites Ende, das dem ersten Ende gegenüber liegt, und eine Seite für das gereinigte Fluid; eine erste Stirnplatte (66), die mit dem ersten Ende des Filtermaterials (64) verbunden ist; einen Blockierstift (114), der mit der Mitte der ersten Stirnplatte (66) durch Rippen (116) verbunden ist und der sich in die Seite des gereinigten Fluids erstreckt; einen Rand (118), die den Blockierstift (114) und die Rippen (116) umgibt; sowie eine zweite Stirnplatte (68), die mit dem zweiten Ende des Filtermaterials (64) verbunden ist und eine Öffnung (132) hat, die den Durchtritt eines Elementes für den Durchflußkanal (36) ermöglicht.
Filterpatrone (14) nach Anspruch 13, wobei der Rand einen festen umlaufenden Bodenteil (120) aufweist, der mit der ersten Stirnplatte (66) und mit den Enden der Rippen (116) verbunden ist, und bei der sich eine Vielzahl beabstandeter Nasen (122) von dem Bodenteil (120) aus erstrecken.
Filterpatrone (14) nach Anspruch 14, bei der zwischen den Nasen (122) ein Spalt (124) vorgesehen ist.
Filterpatrone (14) nach Anspruch 13, des Weiteren eine Dichtung (138) in der Öffnung (132) der zweiten Stirnplatte (68) aufweisend.
Filterpatrone (14) nach Anspruch 16, bei der die Öffnung (132) kreisförmig oder oval ist.
Filterpatrone (14) nach Anspruch 16, bei der die Dichtung (138) kreisförmig oder oval ist.
Filterpatrone (14) nach Anspruch 16, bei der die Öffnung (132) oval und die Dichtung (138) kreisförmig ist.
Kombination aus: einem Filtergehäuse (12), das einen Gehäusekörper mit einer Seitenwand (16) und einer Stirnwand (18) aufweist, die einen Filterpatronenraum (20) bilden, einem Steigrohr (30), das sich von der Stirnwand (18) entlang einer Längsachse in den Filterpatronenraum (20) erstreckt, wobei das Steigrohr (30) in seinem seitlichen Querschnitt etwa oval geformt ist, das Steigrohr (30) einen internen Durchflußkanal (36) und mindestens eine Öffnung hat, die den internen Durchflußkanal (36) mit dem Filterpatronenraum (20) verbindet; einer Filterpatrone (14), die so konstruiert ist, dass sie innerhalb des Filterpatronenraumes (20) angeordnet werden kann und die ein Filtermaterial (64) zum Filtern eines Fluids enthält, eine erste Stirnplatte (66), die mit einem ersten Ende des Filtermaterials (64) verbunden ist, und eine zweite Stirnplatte (68) aufweist, die mit einem zweiten Ende des Filtermaterials (64) verbunden ist, wobei die erste Stirnplatte (66) einen damit verbundenen Blockierstift (114) hat, und die zweite Stirnplatte (68) eine Öffnung (132) aufweist, durch die sich das Steigrohr (30) erstrecken kann, wenn die Patrone (14) im Filtergehäuse (12) installiert ist, sowie eine kreisförmige Dichtung (138) in der Öffnung (132).
Kombination nach Anspruch 20, eine Dichtungsplatte (604) umfassend, die um das Steigrohr (600) angeordnet ist und die eine oval geformte Dichtung (606) aufweist, die im dichtenden Eingriff mit der äußeren Oberfläche des Steigrohres (600) steht, wobei die Dichtungsplatte (604) eine äußere Oberfläche (608) hat, die kreisförmig ist, und wobei eine kreisförmige Dichtung (610) mit der kreisförmigen äußeren Oberfläche (608) im Eingriff steht, wenn die Patrone (602) im Filtergehäuse (12) installiert ist.
Kombination nach Anspruch 20, bei der die Öffnung (132) in der zweiten Stirnplatte (68) etwa oval ist.