DE112018005447T5

DE112018005447T5 - Kraftstofffilterkartuschen mit automatisierten internen Entlüftungsfunktionen

Info

Publication number: DE112018005447T5
Application number: DE112018005447.0T
Authority: DE
Inventors: Jeff A. Bowerman; Aarol Duane Bright; Peter K. Herman; Mark V. Holzmann; Pravin Shantinath Kadam; Eric Roysdon
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2017-09-25
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2020-08-06
Also published as: WO2019060727A1; CN111093792B; US11213775B2; CN111093792A; US20200215469A1

Abstract

Eine Filterbaugruppe enthält ein Gehäuse ein, das einen äußeren Hohlraum und einen inneren Hohlraum aufweist, sowie eine Dichtung, die in dem Gehäuse positioniert ist. Die Dichtung enthält eine Innenfläche, eine Außenfläche und einen Entlüftungsdurchgang. Die Dichtung bildet eine erste Abdichtung mit einem zentralen Rohr an der Innenfläche aus. Das zentrale Rohr erstreckt sich in den inneren Hohlraum und enthält eine Öffnung. Ein Filterelement ist in dem Gehäuse angeordnet und enthält ein Filtermedium, das dazu ausgebildet ist, ein Fluid zu filtern, und eine Endkappe, die einen ringförmigen Laschenabschnitt aufweist, der eine zweite Abdichtung mit der Außenfläche der Dichtung bildet, wenn das Filterelement in einer Betriebsposition in dem Gehäuse angeordnet ist. Der Entlüftungsdurchgang umgibt die erste Abdichtung und die zweite Abdichtung, wodurch ermöglicht wird, dass Luft von dem inneren Hohlraum des Gehäuses zu der Öffnung in dem zentralen Rohr strömen kann.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität gegenüber der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/562,700 , eingereicht am 25. September 2017, deren Inhalte in ihrer Gesamtheit und für alle Zwecke durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind.
TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich auf ein Filterelement zur Verwendung zum Filtern von Fluiden, wie z. B. Kraftstoff.
HINTERGRUND
Für Schwerlastdieselmotoren, bei denen das Erreichen von maximalem Kraftstoffdruck erwünscht ist, kann jegliche eingeschlossene Luft in großen Kraftstoffgehäusen ein Problem darstellen. Luft kann in dem Kraftstoffgehäuse auf verschiedene Weise eingeschlossen werden, einschließlich dadurch, dass ein neues Filterelement in dem Gehäuse installiert wird und Luft, die im Kraftstoff mitgeführt wird, in das Kraftstofffiltergehäuse eintritt.
Manuelle externe oder interne Entlüftungsventile wurden entwickelt, um Luft aus dem Filtergehäuse zu spülen. Außerdem sind verschiedene automatische Kraftstofffilter-Entlüftungskonstruktionen bekannt. Die Verwendung von externen Entlüftungsventilen stellt zusätzliche Möglichkeiten für Funktionsausfälle dar, bei denen es zu einem Austritt von Kraftstoff kommen kann. Darüber hinaus kann beim manuellen Entlüften eine begrenzte Menge Kraftstoff aus dem Gehäuse austreten, was Sicherheitsrisiken für den Bediener birgt. Dieselben Sicherheitsrisiken gelten für die manuelle Entleerung des Kraftstoffs aus dem Gehäuse während des Filterwechsels.
Außerdem ermöglichen vorhandene Entlüftungsfunktionen, die das Bereitstellen eines kleinen Entlüftungslochs an einer Endkappe einer Filterbaugruppe enthalten, nur das Ansaugen der Luft von einer Außenseite des Kraftstofffilters.
KURZDARSTELLUNG
Eine Ausführungsform betrifft eine Filterbaugruppe. Die Filterbaugruppe enthält ein Gehäuse, das einen äußeren Hohlraum und einen inneren Hohlraum aufweist, sowie eine Dichtung, die in dem Gehäuse positioniert ist. Die Dichtung enthält eine Innenfläche, eine Außenfläche und einen Entlüftungsdurchgang. Die Dichtung ist dazu ausgebildet, eine erste Abdichtung mit einem zentralen Rohr an der Innenfläche zu bilden. Das zentrale Rohr erstreckt sich in den inneren Hohlraum und enthält eine Öffnung. Ein Filterelement ist in dem Gehäuse angeordnet und enthält ein Filtermedium, das dazu ausgebildet ist, ein Fluid zu filtern, und eine Endkappe, die einen ringförmigen Laschenabschnitt aufweist, der eine zweite Abdichtung mit der Außenfläche der Dichtung bildet, wenn das Filterelement in einer Betriebsposition in dem Gehäuse angeordnet ist. Der Entlüftungsdurchgang umgibt die erste Abdichtung und die zweite Abdichtung, wodurch ermöglicht wird, dass Luft von dem inneren Hohlraum des Gehäuses zu der Öffnung in dem zentralen Rohr strömen kann.
Eine weitere Ausführungsform betrifft eine Filterbaugruppe. Die Filterbaugruppe enthält ein Gehäuse, das einen äußeren Hohlraum und einen inneren Hohlraum aufweist, sowie eine Dichtung, die in dem Gehäuse positioniert ist. Die Dichtung ist dazu ausgebildet, eine erste Abdichtung mit der Außenfläche eines zentralen Rohrs zu bilden, wobei das zentrale Rohr eine Öffnung einschließt, die in einer oberen Fläche ausgebildet ist, und einen Entlüftungsdurchgang, der an der Außenfläche ausgebildet ist. Ein Filterelement ist in dem Gehäuse angeordnet und enthält ein Filtermedium, das dazu ausgebildet ist, ein Fluid zu filtern, und eine Endkappe, die einen ringförmigen Laschenabschnitt aufweist, der eine zweite Abdichtung mit der Dichtung bildet, wenn das Filterelement in einer Betriebsposition in dem Gehäuse positioniert ist. Der Entlüftungsdurchgang umgibt die erste Abdichtung und die zweite Abdichtung, wodurch ermöglicht wird, dass Luft von dem inneren Hohlraum des Gehäuses zu der Öffnung in dem zentralen Rohr strömen kann.
Eine noch weitere Ausführungsform bezieht sich auf eine Filterbaugruppe. Die Filterbaugruppe enthält ein Gehäuse, das einen äußeren Hohlraum und einen inneren Hohlraum aufweist, wobei sich ein zentrales Rohr in den inneren Hohlraum erstreckt, und eine offenporige Dichtung in dem Gehäuse positioniert ist. Die offenporige Dichtung ist in dem Gehäuse positioniert und umschließt und ist dazu ausgebildet, eine Abdichtung mit einem zentralen Rohr zu bilden, das sich in den inneren Hohlraum erstreckt, wobei das zentrale Rohr eine Öffnung einschließt. Ein Filterelement ist in dem Gehäuse angeordnet und enthält ein Filtermedium, das dazu ausgebildet ist, ein Fluid zu filtern und eine Endkappe, die mit der offenporigen Dichtung abgedichtet ist, wenn das Filterelement in einer Betriebsposition in dem Gehäuse angeordnet ist. Die offenporige Dichtung ermöglicht, dass Luft aus dem inneren Hohlraum des Gehäuses durch die offenporige Dichtung und zu der Öffnung in dem zentralen Rohr strömt.
Noch eine weitere Ausführungsform bezieht sich auf eine Filterbaugruppe. Eine Dichtung umfasst eine Innenfläche, eine Außenfläche und einen Entlüftungsdurchgang. Die Dichtung ist dazu ausgebildet, eine erste Abdichtung mit einem zentralen Rohr an der Innenfläche zu bilden. Das zentrale Rohr erstreckt sich in einen inneren Hohlraum eines Gehäuses. Das zentrale Rohr enthält eine Öffnung. Ein Filterelement umfasst ein Filtermedium und eine Endkappe. Das Filtermedium ist zum Filtern eines Fluids ausgebildet. Die Endkappe enthält einen ringförmigen Laschenabschnitt, der eine zweite Abdichtung mit der Außenfläche der Dichtung bildet. Der Entlüftungsdurchgang umgibt die erste Abdichtung und die zweite Abdichtung, wodurch ermöglicht wird, dass Luft von dem inneren Hohlraum des Gehäuses zu der Öffnung in dem zentralen Rohr strömen kann.
Diese und andere Merkmale sowie die Organisation und Art ihrer Betätigung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlich, wobei gleiche Elemente in den verschiedenen, nachstehend beschriebenen Zeichnungen durchgehend gleiche Bezugszeichen haben.
Figurenliste

1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Filterbaugruppe gemäß einem Ausführungsbeispiel.
2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Abschnitts der Filterbaugruppe von 1.
3A zeigt eine perspektivische Ansicht einer Dichtung zur Verwendung mit der Filterbaugruppe von 1.
3B zeigt eine perspektivische Ansicht einer Dichtung zur Verwendung mit der Filterbaugruppe von 1.
4 zeigt eine Querschnittsnahansicht der Filterbaugruppe von 1.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Dichtung zur Verwendung mit der Filterbaugruppe von 1.
6 zeigt eine Querschnittsnahansicht der Filterbaugruppe von 1, einschließlich der Dichtung von 5.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Dichtung zur Verwendung mit der Filterbaugruppe von 1.
8 zeigt eine Querschnittsnahansicht der Filterbaugruppe von 1, einschließlich der Dichtung von 7.
9A zeigt eine perspektivische Ansicht eines zentralen Rohrs der Filterbaugruppe von 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
9B zeigt eine perspektivische Ansicht eines zentralen Rohrs der Filterbaugruppe von 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
10 zeigt eine Querschnittsnahansicht der Filterbaugruppe von 1, einschließlich des zentralen Rohrs von 9A bis 9B.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Figuren im Allgemeinen, wird ein Filtrationssystem dargestellt. Das Filtrationssystem enthält ein Filtergehäuse mit einem zentralen Rohr (z. B. ein Standrohr) und ein austauschbares Filterelement. Das Filtrationssystem enthält eine Dichtung, die einen Durchgang von der verschmutzten Seite des Filterelements zu der sauberen Seite des Filterelements verschließt, wenn das Filterelement in einer Betriebsposition über dem zentralen Rohr angeordnet ist. Die Dichtung enthält einen Entlüftungsdurchgang oder -kanal, der sich durch die Dichtung erstreckt. Der Entlüftungsdurchgang oder -kanal ermöglicht, dass Luft aus dem inneren Hohlraum des Filtergehäuses durch diesen hindurch gespült wird, wodurch der innere Hohlraum des Filtergehäuses mit einer Entlüftungsöffnung an dem zentralen Rohr, das mit einem Kraftstofftank verbunden ist, fluidisch gekoppelt wird. Die Möglichkeit, Luft auf diese Weise hinaus zu spülen, kann den Startvorgang eines mit dem System verwendeten Motors verbessern. Beispielsweise kann die Startzeit des Motors gegenüber Motoren, die herkömmliche Filtrationssysteme verwenden, in etwa halbiert werden. Ferner reduziert das hierin beschriebene Filtrationssystem die Menge an verbliebenen Lufttaschen im inneren Hohlraum des Filtergehäuses, welche die Pumpe daran hindern können, den zum effizienten Starten des Motors erforderlichen Druck aufzubauen.
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 2 wird jeweils eine Querschnittsansicht einer Filterbaugruppe 100 und ein Abschnitt einer Filterbaugruppe 100 dargestellt. Die Filterbaugruppe 100 enthält ein Filtergehäuse 102. Das Filtergehäuse 102 definiert einen im Wesentlichen zylindrischen Hohlraum 104. Ein zentrales Rohr 110 (z. B. ein Standrohr, das an einem Filterkopf eines Motors montiert ist) ist in dem Hohlraum 104 aufgenommen. Ein zylindrisches Filterelement 112 ist abnehmbar in dem Hohlraum 104 und über dem zentralen Rohr 110 aufgenommen. Das Filterelement 112 enthält ein Filtermedium 114, das in einer zylindrischen Weise angeordnet und zwischen einer ersten Endkappe 116 und einer zweiten Endkappe 117 positioniert ist.
Die erste Endkappe 116 ist an einem ersten Ende 118 des Filtermediums 114 unter Verwendung eines geeigneten Befestigungsverfahrens befestigt, z. B. unter Verwendung eines Klebstoffs oder durch Verankerung oder Einbetten des ersten Endes 118 in die erste Endkappe 116, die aus Kunststoff oder Metall hergestellt sein kann. Die erste Endkappe 116 ist eine geschlossene Endkappe (mit Ausnahme des hier erörterten Entlüftungsdurchgangs), die die verschmutzte Seite des Filtermediums 114 (die der Gehäusewand zugewandte Seite des Filtermediums 114) von der sauberen Seite des Filtermediums 114 abdichtet (die dem zentralen Rohr 110 zugewandte Seite des Filtermediums 114). Die zweite Endkappe 117 ist eine offene Endkappe, sodass das Filterelement 112 über dem zentralen Rohr 110 aufgenommen sein kann.
Das zentrale Rohr 110 erstreckt sich nach oben in das Innere des Filtergehäuses 102. Das zentrale Rohr 110 enthält eine Öffnung 122 (in 2 dargestellt), die dazu ausgebildet ist, eine Fluidverbindung zwischen dem Hohlraum 104 des Filtergehäuses 102 zu einem Kraftstofftank (nicht dargestellt) oder einem anderen Kraftstoffspeicherplatz zu ermöglichen, durch die Luft und/oder Kraftstoff gemischt mit Luft zu dem Kraftstofftank zurückgeführt wird, nachdem er von dem Kraftstofffilter entlüftet wurde. Kraftstoff kann auch durch die Öffnung 122 zurück in den Kraftstofftank abfließen, wenn das Filterelement 112 nach oben angehoben wird, sodass beim Auswechseln von Filterelementen ein automatischer Abfluss der Kraftstofffilterbaugruppe 100 erfolgen kann.
Das Filtergehäuse 102 wird durch die erste Endkappe 116 in einen inneren Hohlraum 121 und einen äußeren Hohlraum 123 unterteilt. Der innere Hohlraum 121 wird durch die Unterseite der ersten Endkappe 116, die Innenwand des Filtergehäuses 102 und die Außenfläche des zentralen Rohrs 110 definiert. Der äußere Hohlraum 123 wird durch die Oberseite der ersten Endkappe 116 und die Innenwand des Filtergehäuses 102 definiert. Die erste Endkappe 116 enthält einen Entlüftungsdurchgang 120, der sich durch sie hindurch erstreckt und das Entlüften von Luft durch die erste Endkappe 116 (wie durch den Luftstrompfeil 124 an der Außenseite in 2 dargestellt) aus einem äußeren Hohlraum 123 zulässt. Ein ringförmiger Laschenabschnitt 126, der auf der ersten Endkappe 116 ausgebildet ist, erstreckt sich in den inneren Hohlraum 121 und umgibt das zentrale Rohr 110. Eine zylindrische Dichtung 130 ist zwischen dem zentralen Rohr 110 und dem ringförmigen Laschenabschnitt 126 positioniert, um das zentrale Rohr 110 und den ringförmigen Laschenabschnitt 126 der ersten Endkappe 116 abzudichten.
Unter Bezugnahme auf 3A bis 3B wird die zylindrische Dichtung 130 gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Wie dargestellt, enthält die Dichtung 130 eine Außenfläche 136 und eine Innenfläche 138. Die Dichtung 130 enthält ferner einen oberen ringförmigen Kragen 141 und einen unteren ringförmigen Kragen 143, die sich beide radial über die Außenfläche 136 und die Innenfläche 138 hinaus erstrecken. Die Dichtung 130 enthält einen Entlüftungsdurchgang 140 (z. B. Kanal, Nut, Pfad usw.). Unter Bezugnahme auf 3A ist der Entlüftungsdurchgang 140 durch zwei Öffnungen 142, 144 ausgebildet, die auf der Innenfläche 138 der Dichtung 130 ausgebildet sind. Die Öffnungen 142, 144 sind jeweils auf einer Innenseite des oberen ringförmigen Kragens 141 und des unteren ringförmigen Kragens 143 ausgebildet. Die Öffnungen 142, 144, die in den 3A bis 3B dargestellt sind, weisen im Allgemeinen eine Halbkreisform auf. In weiteren Ausführungsformen können die Öffnungen 142, 144 anderweitig geformt sein. In weiteren Ausführungsformen, wie z. B. in 3B dargestellt, wird der Entlüftungsdurchgang 140 durch einen Kanal ausgebildet, der sich entlang der Innenfläche 138 der Dichtung 130 und durch den oberen ringförmigen Kragen 141 und den unteren ringförmigen Kragen 143 erstreckt.
4 zeigt eine Querschnittsnahansicht der Filterbaugruppe 100 nahe der zylindrischen Dichtung 130. Wie dargestellt, bildet ein Abschnitt der Außenfläche 136 (z. B. am oberen ringförmigen Kragen 141) eine Schnittstelle mit dem ringförmigen Laschenabschnitt 126 der ersten Endkappe 116, während die Innenfläche 138 der Dichtung 130 eine Schnittstelle mit dem zentralen Rohr 110 bildet. Der Entlüftungsdurchgang 140 verläuft zwischen der Dichtung 130 und dem zentralen Rohr 110. Der Entlüftungsdurchgang 140 ermöglicht das Entlüften von Luft aus dem inneren Hohlraum 121 in Richtung der Öffnung 122 des zentralen Rohrs 110. Somit ist neben der Entlüftung von Luft durch die erste Endkappe 116, wie durch den Luftstrompfeil 124 an der Außenseite in 2 dargestellt, auch eine Entlüftung, wie durch den Luftstrompfeil 134 an der Innenseite dargestellt (z. B. vom inneren Hohlraum 121 zwischen der Dichtung 130 und dem zentralen Rohr 110 in Richtung der Öffnung 122), zulässig. Auf diese Weise wird Luft, die möglicherweise in dem inneren Hohlraum 121 eingeschlossen ist, durch den Entlüftungsdurchgang 140 gespült.
Unter Bezugnahme auf 5 wird eine zylindrische Dichtung 230 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt. Die zylindrische Dichtung 230 enthält eine Außenfläche 236 und eine Innenfläche 238. Die Dichtung 230 enthält ferner einen oberen ringförmigen Kragen 241 und einen unteren ringförmigen Kragen 243, die sich beide seitlich über die Außenfläche 236 und die Innenfläche 238 der Dichtung 230 hinaus erstrecken. Die Dichtung 230 enthält einen Entlüftungsdurchgang 240 (z. B. Kanal, Nut, Pfad). Der Entlüftungsdurchgang 240 ist durch einen horizontalen Schlitz 242 und einen vertikalen Schlitz 244 ausgebildet. Der horizontale Schlitz 242 erstreckt sich durch den oberen ringförmigen Kragen 241 in eine Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Außenfläche verläuft. Der vertikale Schlitz 244 erstreckt sich in Längsrichtung durch den unteren ringförmigen Kragen 243 in eine Richtung, die im Wesentlichen parallel zu der Außenfläche 236 verläuft.
6 zeigt eine Querschnittsnahansicht der Filterbaugruppe 100 nahe der zylindrischen Dichtung 230. Wie dargestellt, bildet ein Abschnitt der Außenfläche 236 (z. B. am oberen ringförmigen Kragen 241) eine Schnittstelle mit dem ringförmigen Laschenabschnitt 126 der ersten Endkappe 116, während die Innenfläche 238 der Dichtung 230 eine Schnittstelle mit dem zentralen Rohr 110 bildet. Der durch den horizontalen Schlitz 242 und den vertikalen Schlitz 244 ausgebildete Entlüftungsdurchgang 240 führt zwischen der Außenseite der Dichtung 230 und der Innenseite des ringförmigen Laschenabschnitts 126 der ersten Endkappe 116 hindurch. Der Entlüftungsdurchgang 240 ermöglicht das Entlüften von Luft aus dem inneren Hohlraum 121 in Richtung der Öffnung 122 des zentralen Rohrs 110. Die Luft strömt aus dem inneren Hohlraum 121 durch den vertikalen Schlitz 244 an dem unteren ringförmigen Kragen 243 und entlang der Außenfläche 238 der Dichtung 230 in Richtung des oberen ringförmigen Kragens 241 der Dichtung 230, wobei die Luft durch den horizontalen Schlitz 242 und in Richtung der Öffnung 122 des zentralen Rohrs 110 strömt. Somit ist neben der Entlüftung von Luft durch die erste Endkappe 116, wie durch den Luftstrompfeil 124 an der Außenseite in 2 dargestellt, auch eine Entlüftung, wie durch den Luftstrompfeil 234 an der Innenseite dargestellt (z. B. vom inneren Hohlraum 121 zwischen der Dichtung 130 und der ersten Endkappe 116 in Richtung der Öffnung 122), zulässig. Auf diese Weise wird Luft, die möglicherweise in dem inneren Hohlraum 121 eingeschlossen ist, durch den Entlüftungsdurchgang 240 gespült.
Unter Bezugnahme auf 7 wird eine zylindrische Dichtung 330 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt. Die zylindrische Dichtung 330 enthält eine Außenfläche 336, eine Innenfläche 338, eine obere Fläche 331 und eine untere Fläche 333. Die Dichtung 330 enthält ferner einen oberen ringförmigen Kragen 341 und einen unteren ringförmigen Kragen 343, die sich beide seitlich über die Außenfläche 336 und die Innenfläche 338 der Dichtung 330 hinaus erstrecken. Die Dichtung 330 enthält einen oder mehrere Entlüftungsdurchgänge 340 (z. B. Kanäle, Durchgangslöcher, Pfade). Die Entlüftungsdurchgänge 340 sind durch Durchgangslöcher 342, 344 ausgebildet. Die Durchgangslöcher 342, 344 erstrecken sich von der oberen Fläche 331 der Dichtung 330 zu der unteren Fläche 333. Die Durchgangslöcher 342, 344 haben eine zylindrische Form. In weiteren Ausführungsformen können die Durchgangslöcher 342, 344 anderweitig geformt sein.
8 zeigt eine Querschnittsnahansicht der Filterbaugruppe 100 nahe der zylindrischen Dichtung 330. Wie dargestellt, bildet ein Abschnitt der Außenfläche 336 (z. B. am oberen ringförmigen Kragen 341) eine Schnittstelle mit dem ringförmigen Laschenabschnitt 126 der ersten Endkappe 116, während die Innenfläche 338 der Dichtung 330 eine Schnittstelle mit dem zentralen Rohr 110 bildet. Die Entlüftungsdurchgänge 340, die durch die Durchgangslöcher 342, 344 ausgebildet sind, verlaufen in Längsrichtung durch die Dichtung 330 von der oberen Fläche 331 zu der unteren Fläche 333. Die Entlüftungsdurchgänge 340 ermöglichen das Entlüften von Luft aus dem inneren Hohlraum 121 in Richtung der Öffnung 122 des zentralen Rohrs 110. Die Luft strömt aus dem inneren Hohlraum 121 durch die Durchgangslöcher 342, 344, die in der Dichtung 330 ausgebildet sind, und in Richtung der oberen Fläche 331 der Dichtung 330, wobei die Luft aus der Dichtung 330 und in Richtung der Öffnung 122 des zentralen Rohrs 110 strömt. Somit ist neben der Entlüftung von Luft durch die erste Endkappe 116, wie durch den Luftstrompfeil 124 der Außenseite in 1 dargestellt, auch eine Entlüftung, wie durch den Luftstrompfeil 334 der Innenseite dargestellt (z. B. vom inneren Hohlraum 121 durch die Dichtung 330 und in Richtung der Öffnung 122), zulässig. Auf diese Art und Weise wird Luft, die möglicherweise in dem inneren Hohlraum 121 eingeschlossen ist, durch die Entlüftungsdurchgänge 340 gespült.
Unter Bezugnahme auf 9A bis 9B wird ein zentrales Rohr 410 gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Das zentrale Rohr 410 enthält eine Außenfläche 420 und eine obere Fläche 415. Das zentrale Rohr 410 enthält eine Aussparung 432 (z. B., einen Schlitz, Durchgang, Kanal), die in der Außenfläche 420 ausgebildet ist und sich in einem Abstand/über eine Strecke in Richtung der Öffnung 122 des zentralen Rohrs 410 erstreckt. Die Aussparung 432 bildet einen Entlüftungsdurchgang 440 aus. Wie in 9A dargestellt, kann die Aussparung 432 eine rechteckige Aussparung 432 sein oder, wie in 9B dargestellt, kann die Aussparung 432 eine kreisförmige Aussparung 432 sein. In weiteren Ausführungsformen kann die Aussparung 432 anderweitig geformt sein.
10 zeigt eine Querschnittsnahansicht der Filterbaugruppe 100 nahe des zentralen Rohrs 410 und der zylindrischen Dichtung 430. Wie dargestellt, bildet die Außenfläche 420 des zentralen Rohrs 410 eine Schnittstelle mit einer zylindrischen Dichtung 430 aus. Die Dichtung 430 enthält eine Innenfläche 438, eine Außenfläche 436, einen oberen ringförmigen Kragen 441 und einen unteren ringförmigen Kragen 443. Die Außenfläche 420 des zentralen Rohrs 410 bildet eine Schnittstelle mit der Innenfläche 438 der Dichtung 430 und insbesondere mit der Innenseite des oberen ringförmigen Kragens 441 und des unteren ringförmigen Kragens 443. In der Ausführungsform, die in den 9A bis 10 dargestellt ist, ermöglicht der Entlüftungsdurchgang 440, der durch die Aussparung 432 in dem zentralen Rohr 410 ausgebildet ist, dass Luft in dem inneren Hohlraum 121 durch den Raum zwischen der Dichtung 430 und dem zentralen Rohr 410 durchströmen kann. In dieser Ausführungsform ist keine Modifikation der Dichtung 430 notwendig, um den Entlüftungsdurchgang 440 zu erhalten. Der Entlüftungsdurchgang 440 ermöglicht das Entlüften von Luft aus dem inneren Hohlraum 121 in Richtung der Öffnung 422 des zentralen Rohrs 410. Die Luft strömt aus dem inneren Hohlraum 121 durch die Aussparung 432, die in dem zentralen Rohr 410 ausgebildet ist, und in Richtung der oberen Fläche 415 des zentralen Rohrs 410, wo die Luft aus der Aussparung 432 und in Richtung der Öffnung 422 strömt. Somit ist neben der Entlüftung von Luft durch die erste Endkappe 116, wie durch den Luftstrompfeil 124 an der Außenseite in 2 dargestellt, auch eine Entlüftung, wie durch den Luftstrompfeil 434 an der Innenseite dargestellt (z. B. von dem inneren Hohlraum 121 durch die Aussparung 432 in das zentrale Rohr 410 und in Richtung der Öffnung 422), zulässig. Auf diese Weise wird Luft, die möglicherweise in dem inneren Hohlraum 121 eingeschlossen ist, durch den Entlüftungsdurchgang 440 gespült.
In einigen Ausführungsformen ist die Dichtung 130 anstelle des Bereitstellens eines Entlüftungsdurchgangs (z. B. der Entlüftungsdurchgänge 140, 240, 340, 440) eine offenporige Dichtung, die ein Entlüften durch eine Abdichtungsfläche der Dichtung 130 ermöglicht. Wie in 2 dargestellt, wird bei Verwendung einer offenporigen Dichtung eine Entlüftung eingerichtet, wie durch den Luftstrompfeil 137 (z. B. von dem inneren Hohlraum 121 durch die Dichtung 130 und in Richtung der Öffnung 122) dargestellt. Auf diese Weise wird Luft, die möglicherweise in dem inneren Hohlraum 121 eingeschlossen ist, durch die offenporige Dichtung 130 gespült, wie durch den Pfeil 137 dargestellt. Gleichzeitig erfüllt die offenporige Dichtung weiterhin eine abdichtende Funktion, die verhindert, dass Flüssigkeiten (z. B. Kraftstoff) austreten. Die offenporige Dichtung kann aus verschiedenen Materialien hergestellt und dazu ausgebildet sein, auf eine funktionale Offenporigkeit (z. B. Leckage) in Abhängigkeit von Temperatur, Material, Quellung usw. zu reagieren. In einigen Ausführungen enthält die Dichtung 130 eine Reihe von Löchern oder Hohlräumen, die es der Luft ermöglichen, aus dem inneren Hohlraum in Richtung der Öffnung 122 in das zentrale Rohr 110 zu entlüften. Beispielsweise kann ein gesinterter Metallfilter (z. B. ein Filter aus rostfreiem Stahl) verwendet werden, um einen Grad der Offenporigkeit (z. B. gemessen als Poren pro Kubikzoll (PPI)) zum Entweichen der Luft durch die Poren in der Wanddicke des Filters bereitzustellen. Als weiteres Beispiel ist die Dichtung 130 aus einem Filzmaterial hergestellt. In einigen Ausführungsformen kann die Dichtung 130 dazu ausgebildet sein, sich unter Kompression zu verformen, um etwaige Lücken nach Bedarf abzudichten, und einen Quellfaktor besitzt, um die Porengröße des Materials der Dichtung zu verringern, während Luft weiterhin entlüftet werden kann. Das Material (z. B. Materialtyp, Zusammensetzung, PPI, Dichteänderung usw.) der Dichtung kann auf Grundlage der Entlüftungsanforderungen der Anwendung ausgewählt und individuell angepasst werden.
Obwohl die oben beschriebene Filterbaugruppe als eine Kraftstofffilterbaugruppe beschrieben wird, kann dieselbe Dichtungs- und/oder Zentralrohranordnung in anderen Filterbaugruppen verwendet werden. Zum Beispiel kann die gleiche Dichtungsanordnung in Hydraulikfluid-Filtersystemen, Schmiermittelfiltersystemen, Wasserfiltersystemen und dergleichen verwendet werden.
Es sollte beachtet werden, dass der hierin verwendete Begriff „beispielhaft“ zur Beschreibung verschiedener Ausführungsformen anzeigen soll, dass derartige Ausführungsformen mögliche Beispiele, Darstellungen und/oder Abbildungen möglicher Ausführungsformen sind (und dass ein derartiger Begriff nicht notwendigerweise darauf schließen lassen soll, dass derartige Ausführungsformen außergewöhnliche oder hervorragende Beispiele sind).
Wie hierin verwendet, sollen der Begriff „im Wesentlichen“ und ähnliche Begriffe eine weitreichende Bedeutung haben im Einklang mit der gebräuchlichen und akzeptierten Verwendung durch den Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich der Gegenstand dieser Offenbarung bezieht. Es ist für den Fachmann, der diese Offenbarung liest, offensichtlich, dass diese Begriffe eine Beschreibung bestimmter beschriebener und beanspruchter Merkmale zulassen sollen, ohne den Umfang dieser Merkmale auf die bereitgestellten, genauen numerischen Bereiche einzuschränken. Demgemäß sollen diese Begriffe so ausgelegt werden, dass sie angeben, dass unwesentliche oder unbedeutende Modifikationen oder Abänderungen an dem beschriebenen und beanspruchten Gegenstand (z. B. innerhalb von plus oder minus fünf Prozent eines angegebenen Winkels oder eines anderen Wertes) als innerhalb des Umfangs der Erfindung liegend betrachtet werden, wie in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt. Der Begriff „ungefähr“ bedeutet in Bezug auf die Werte plus oder minus fünf Prozent des zugehörigen Wertes.
Der hierin verwendete Begriff „gekoppelt“ und dergleichen bedeutet die direkte oder indirekte Verbindung von zwei Elementen miteinander. Dieses Verbinden kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. abnehmbar oder lösbar) geschehen. Diese Verbindung kann dadurch erreicht werden, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente untereinander einstückig als ein einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder dadurch, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente aneinander befestigt sind.
Bezugnahmen hierin auf die Positionen der Elemente (z. B. „oben“, „unten“, „über“, „unter“ usw.) werden nur verwendet, um die Ausrichtung der verschiedenen Elemente in den Figuren zu beschreiben. Es sollte beachtet werden, dass die Ausrichtung verschiedener Elemente je nach anderen beispielhaften Ausführungsformen unterschiedlich ausfallen kann und die vorliegende Offenbarung derartige Varianten umfasst.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau und die Anordnung der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen. Obwohl nur einige Ausführungsformen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, erkennt die Fachwelt beim Lesen dieser Offenbarung unschwer, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen in Größen, Dimensionen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Orientierungen usw.), ohne erheblich von den neuen Lehren und Vorteilen des hierin beschriebenen Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als einstückig geformt dargestellt werden, aus mehreren Teilen oder Elementen konstruiert werden, die Position der Elemente kann umgekehrt oder anderweitig variiert werden, und die Art oder Anzahl separater Elemente bzw. Positionen kann geändert oder variiert werden. Die Reihenfolge oder Abfolge von Verfahrens- oder Prozessschritten kann gemäß alternativen Ausführungsformen variiert oder neu geordnet werden. Darüber hinaus können Merkmale aus bestimmten Ausführungsformen mit Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden, was dem Fachmann klar sein dürfte. Weitere Ersetzungen, Abwandlungen, Änderungen und Auslassungen können ebenfalls bezüglich der Konstruktion, der Betriebsbedingungen und der Anordnung der diversen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62562700 [0001]

Claims

Filterbaugruppe, aufweisend: ein Gehäuse, das einen äußeren Hohlraum und einem inneren Hohlraum aufweist; eine Dichtung, die in dem Gehäuse positioniert ist und eine Innenseite, eine Außenseite und einen Entlüftungsdurchgang umfasst, wobei die Dichtung dazu ausgebildet ist, eine erste Abdichtung mit einem zentralen Rohr an der Innenfläche zu bilden, wobei sich das zentrale Rohr in den inneren Hohlraum erstreckt und eine Öffnung aufweist; und ein Filterelement, das in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Filterelement ein Filtermedium und eine Endkappe aufweist, wobei das Filtermedium dazu ausgebildet ist, ein Fluid zu filtern, wobei die Endkappe einen ringförmigen Laschenabschnitt enthält, der eine zweite Abdichtung mit der Außenfläche der Dichtung bildet, wenn das Filterelement in einer Betriebsposition in dem Gehäuse angeordnet ist; wobei der Entlüftungsdurchgang die erste Abdichtung und die zweite Abdichtung umgibt, wodurch ermöglicht wird, dass Luft von dem inneren Hohlraum des Gehäuses zu der Öffnung in dem zentralen Rohr strömen kann.
Filterbaugruppe nach Anspruch 1, wobei sich der Entlüftungsdurchgang entlang der Innenfläche der Dichtung zwischen der Dichtung und dem zentralen Rohr erstreckt.
Filterbaugruppe nach Anspruch 1, wobei sich der Entlüftungsdurchgang von einer unteren Fläche der Dichtung zu einer oberen Fläche der Dichtung erstreckt.
Filterbaugruppe nach Anspruch 1, wobei sich der Entlüftungsdurchgang entlang der Außenfläche der Dichtung zwischen der Dichtung und der Endkappe erstreckt.
Filterbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Dichtung ferner umfasst: einen oberen ringförmigen Kragen, der sich radial über die Außenfläche und die Innenfläche hinaus erstreckt, wobei der obere ringförmige Kragen einen horizontalen Schlitz aufweist, der sich durch ihn hindurch erstreckt; und einen unteren ringförmigen Kragen, der sich radial über die Außenfläche und die Innenfläche hinaus erstreckt, wobei der untere ringförmige Kragen einen vertikalen Schlitz aufweist, der sich durch ihn hindurch erstreckt.
Filterbaugruppe nach Anspruch 5, wobei sich der horizontale Schlitz durch den oberen ringförmigen Kragen in eine erste Richtung erstreckt, die im Wesentlichen senkrecht zu der Außenfläche verläuft und wobei sich der vertikale Schlitz durch den unteren ringförmigen Kragen in eine zweite Richtung erstreckt, die im Wesentlichen parallel zu der Außenfläche verläuft.
Filterbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Dichtung eine offenporige Dichtung ist, die ermöglicht, dass Luft aus dem inneren Hohlraum des Gehäuses durch die offenporige Dichtung und zu der Öffnung des zentralen Rohrs strömen kann.
Filterbaugruppe nach Anspruch 7, wobei die offenporige Dichtung ermöglicht, dass Luft durch sie hindurch tritt und verhindert, dass Flüssigkeit durch sie hindurch fließt.
Filterbaugruppe nach Anspruch 7, wobei die offenporige Dichtung aus einem gesinterten Metallfilter hergestellt ist.
Filterbaugruppe nach Anspruch 7, wobei die offenporige Dichtung ein Filzmaterial umfasst.
Filterbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Endkappe eine verschmutzte Seite des Filtermediums von einer sauberen Seite des Filtermediums abdichtet, wobei die Endkappe einen sich durch sie erstreckenden Entlüftungsdurchgang umfasst, der dazu ausgebildet ist, Luft durch die Endkappe von dem äußeren Hohlraum zu entlüften.
Filterbaugruppe, umfassend: ein Gehäuse, das einen äußeren Hohlraum und einem inneren Hohlraum aufweist; eine Dichtung, die in dem Gehäuse positioniert und dazu ausgebildet ist, eine erste Abdichtung mit der Außenfläche eines zentralen Rohrs zu bilden, das sich in den inneren Hohlraum erstreckt, wobei das zentrale Rohr eine Öffnung einschließt, die in einer oberen Fläche ausgebildet ist, und einen Entlüftungsdurchgang, der an der Außenfläche ausgebildet ist; und ein Filterelement, das in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Filterelement ein Filtermedium und eine Endkappe umfasst, wobei das Filtermedium dazu ausgebildet ist, ein Fluid zu filtern, wobei die Endkappe einen ringförmigen Laschenabschnitt einschließt, der eine zweite Abdichtung mit der Dichtung bildet, wenn das Filterelement in einer Betriebsposition in dem Gehäuse angeordnet ist; wobei der Entlüftungsdurchgang die erste Abdichtung und die zweite Abdichtung umgibt, wodurch ermöglicht wird, dass Luft von dem inneren Hohlraum des Gehäuses zu der Öffnung in dem zentralen Rohr strömen kann.
Filterbaugruppe nach Anspruch 12, wobei der Entlüftungsdurchgang im Querschnitt kreisförmig ist.
Filterbaugruppe nach Anspruch 12, wobei der Entlüftungsdurchgang im Querschnitt rechteckig ist.
Filterbaugruppe nach Anspruch 12, wobei die Endplatte eine schmutzige Seite des Filtermediums von einer sauberen Seite des Filtermediums abdichtet, wobei die Endkappe einen sich durch sie erstreckenden Entlüftungskanal aufweist, der dazu ausgebildet ist, Luft durch die Endkappe aus dem äußeren Hohlraum zu entlüften.
Filterbaugruppe, aufweisend: eine Dichtung, die eine Innenfläche, eine Außenfläche und einen Entlüftungsdurchgang umfasst, wobei die Dichtung dazu ausgebildet ist, eine erste Abdichtung mit einem zentralen Rohr an der Innenfläche zu bilden, wobei sich das zentrale Rohr in den inneren Hohlraum erstreckt, wobei das zentrale Rohr eine Öffnung aufweist; und ein Filterelement, das ein Filtermedium und eine Endkappe umfasst, wobei das Filtermedium dazu ausgebildet ist, ein Fluid zu filtern, wobei die Endkappe einen ringförmigen Laschenabschnitt enthält, der eine zweite Abdichtung mit der Außenfläche der Dichtung bildet; wobei der Entlüftungsdurchgang die erste Abdichtung und die zweite Abdichtung umgibt, wodurch ermöglicht wird, dass Luft von dem inneren Hohlraum des Gehäuses zu der Öffnung in dem zentralen Rohr strömen kann.
Filterbaugruppe nach Anspruch 16, wobei sich der Entlüftungsdurchgang entlang der Innenfläche der Dichtung zwischen der Dichtung und dem zentralen Rohr erstreckt.
Filterbaugruppe nach Anspruch 16, wobei sich der Entlüftungsdurchgang von einer unteren Fläche der Dichtung zu einer oberen Fläche der Dichtung erstreckt.
Filterbaugruppe nach Anspruch 16, wobei sich der Entlüftungsdurchgang entlang der Außenfläche der Dichtung zwischen der Dichtung und der Endkappe erstreckt.
Filterbaugruppe nach Anspruch 16, wobei die Dichtung eine offenporige Dichtung ist, die ermöglicht, dass Luft aus dem inneren Hohlraum des Gehäuses durch die offenporige Dichtung und zu der Öffnung des zentralen Rohrs strömen kann.
Filterbaugruppe, umfassend: ein Gehäuse, das einen äußeren Hohlraum und einem inneren Hohlraum aufweist; eine offenporige Dichtung, die innerhalb des Gehäuses positioniert ist, wobei die offenporige Dichtung ein zentrales Rohr umgibt und dazu ausgebildet ist, das zentrale Rohr, das sich in den inneren Hohlraum erstreckt, abzudichten, wobei das zentrale Rohr eine Öffnung einschließt; und ein Filterelement, das in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Filterelement ein Filtermedium und eine Endkappe umfasst, wobei das Filtermedium dazu ausgebildet ist, ein Fluid zu filtern, wobei die Endkappe mit der offenporigen Dichtung abgedichtet ist, wenn das Filterelement in einer Betriebsposition in dem Gehäuse angeordnet ist; wobei die offenporige Dichtung ermöglicht, dass Luft aus dem inneren Hohlraum des Gehäuses durch die offenporige Dichtung und zu der Öffnung in dem zentralen Rohr strömt.