DE19753611A1 - Flüssigkeitsfilter mit eingebautem Druckregler für Kraftstoff - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Flüssigkeitsfilter mit ein­ gebautem Druckregler für Kraftstoff nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher angegebenen Gattung.

Es ist schon ein solches Flüssigkeitsfilter mit eingebautem Druckregler für Kraftstoff aus der DE-Gm 94 14 297 bekannt, bei dem der im Filter integrierte Druckregler ein gegen Fe­ derkraft arbeitendes Sitzventil aufweist. Dabei ist der Druckregler so in einem vom Deckel in einen Innenraum des Filtergehäuses ragenden Rohrstutzen integriert, daß eine Bauform mit wenig Einzelteilen erreicht wird. Von Nachteil bei diesem Druckregler ist jedoch, daß sein Ventil mit einer federbelasteten Platte als Schließkörper arbeitet, dem ein Ventilsitz in einem gehäusefesten Hülsenteil zugeordnet ist. Dieser Druckregler arbeitet relativ ungenau und ungedämpft, so daß Druckschwingungen auch zu erheblichen Geräuschen führen können. Auch ist die Abdichtung zwischen der unge­ führten, federbelasteten Platte des Schließkörpers und dem zugeordneten Ventilsitz unbefriedigend. Trotz der hohen Re­ duktion an Bauelementen wird eine solche Bauweise des Druck­ reglers den hohen Anforderungen in der Praxis nicht gerecht.

Ferner ist aus der US-PS 4 011 848 ein Flüssigkeitsfilter mit eingebautem Druckregler bekannt, bei dem das Flüssig­ keitsfilter im wesentlichen als Leitungsfilter aufgebaut ist, an dessen entgegengesetzt liegenden Stirnseiten des Ge­ häuses der Zulaufanschluß und der Ablaufanschluß angeordnet sind. Vom Gehäuse geht radial seitlich ein dritter Anschluß zum Tank ab, in dem als Druckregelventil ein einfaches Ku­ gelventil vorgesehen ist. Ferner ist dem Ablaufanschluß ein zusätzliches Sicherungsventil zugeordnet, das bei Ausfall der Kraftstoffversorgung die Verbindung zum Tank absperren soll. Von Nachteil bei diesem Flüssigkeitsfilter ist, daß der Druckregler unmittelbar an die Schmutzseite ange­ schlossen ist. Der Druckregler arbeitet hier ohne Membran und ist infolge des verwendeten Kugelventils relativ ungenau und schmutzanfällig. Die zueinander senkrechte Lage der Stutzen für den Ablaufanschluß und den Tankanschluß ist in vielen Einbaufällen ungünstig.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter mit eingebautem Druckregler für Kraftstoff mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß bei dieser Integration und Ausbildung des Druckreglers im Flüssigkeits­ filter bei kompakter und kostengünstiger Bauweise eine ver­ besserte Arbeitsweise erreichbar ist. So führt der Ventil­ kolben im Druckregler zu einer relativ guten Dämpfung und damit zu einem schwingungsarmen und somit geräuscharmen Be­ trieb. Dies gilt auch dann, wenn größere Flüssigkeitsmengen über den Tankanschluß zum Tank abgesteuert werden. Durch die geringe Anzahl der Bauelemente ergibt sich eine einfache Montage bzw. Demontage. Zudem läßt sich das Flüssigkeitsfil­ ter kostengünstig herstellen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im An­ spruch 1 angegebenen Flüssigkeitsfilters mit eingebautem Druckregler möglich. Durch die Ausbildungen gemäß den An­ sprüchen 2 bis 12 wird vor allem eine einfache, kompakte und geräuscharme Bauweise begünstigt. Das Flüssigkeitsfilter mit integriertem Druckregler ist zweckmäßigerweise so gestaltet, daß sich sein Gehäuse für eine Bauweise aus Aluminium, aus Stahl oder aus Kunststoff eignet.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er­ läutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Aus­ führungsbeispiel eines Flüssigkeitsfilters mit eingebautem Druckregler für Kraftstoff in vereinfachter Darstellung und Fig. 2 eine Explosiv-Darstellung des Flüssigkeitsfilters nach Fig. 1 mit seinen Einzelteilen in perspektivischer Darstellung und in verkleinertem Maßstab.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt ein Flüssigkeitsfilter 10 mit eingebautem Druckregler 11 für Kraftstoff, wobei das Flüssigkeitsfilter 10 im wesentlichen als Leitungsfilter ausgeführt ist und der Druckregler 11 deckelseitig integriert ist.

Das Flüssigkeitsfilter 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das im wesentlichen aus einem becherförmigen Gehäuseteil 13 und ei­ nem zugehörigen Deckel 14 besteht. Die beiden Gehäuseteile 13, 14 sind an ihrem äußeren Rand 15 dicht und fest mitein­ ander verbunden. An dem Deckel 14 ist ein Zulaufanschluß 16 ausgebildet, über den vom Tank kommender Kraftstoff dem Flüssigkeitsfilter 10 zugeführt wird. Ferner ist am Deckel 14 ein Tankanschluß 17 ausgebildet, über den beim Ansprechen des Druckreglers 11 Kraftstoff zum Tank abfließen kann. Am becherförmigen Gehäuseteil 13 ist an dessen Boden 18 ein Ab­ laufanschluß 19 vorgesehen, über den gereinigter Kraftstoff das Flüssigkeitsfilter 10 verläßt und in Richtung Einspritz­ ventile geführt wird. Der Tankanschluß 17 und der Ablaufan­ schluß 19 liegen koaxial zueinander in der Längsachse des Flüssigkeitsfilters 10, während der dazu achsparallele Zu­ laufanschluß 16 am Deckel 14 radial nach außen versetzt ist und an dessen äußerem Rand liegt. Alle Anschlüsse 16, 17, 19 sind als Rohrstutzen für Schlauchanschluß ausgebildet, wie dies auch Fig. 2 näher zeigt.

In einem Innenraum 21 des Gehäuses 12 ist zwischen den Zu­ laufanschluß 16 und den Ablaufanschluß 19 ein Filterelement 22 geschaltet, das hier als ein an sich bekannter, radial von außen nach innen durchströmter Sterneinsatz ausgebildet ist. Das Filterelement 22 ist an seinen Stirnseiten jeweils mit gleichartigen, ringförmigen Endkappen 23, 24 ausgebil­ det, mit deren Hilfe eine Abdichtung zwischen der mit dem Zulaufanschluß 16 verbundenen Schmutzseite 25 und der mit dem Ablaufanschluß 19 verbundenen Reinseite 26 hergestellt wird. Zu diesem Zweck ist am Boden 18 des becherförmigen Ge­ häuseteils 13 ein in den Innenraum 21 gerichteter Ringsteg 27 ausgebildet, der das Filterelement 22 mit seiner Endkappe 23 haltert und dabei für eine Abdichtung sorgt.

Die andere Endkappe 24 des Filterelements 22 liegt in einem relativ geringen Abstand von einem frei auskragenden Ende 28 eines Rohrstutzens 29, der von der Innenseite des Deckels 14 ausgehend in den Innenraum 21 hineinragt. Dieser Rohrstutzen 29 ist ein integrales Teil des Deckels 14 und liegt koaxial zum Tankanschluß 17 und damit auch zum Filterelement 22. Der Rohrstutzen 29 nimmt im wesentlichen den Druckregler 11 mit seinem Ventil 31 auf, das einen dicht und gleitend im Rohr­ stutzen 29 geführten Ventilkolben 32 aufweist. Der Ventil­ kolben 32 wird von einer sich am Deckel 14 abstützenden Feder 33 beaufschlagt. Der Ventilkolben 32 weist einen zen­ trisch und koaxial zu dessen Längsachse liegenden, ringför­ migen Ventilsitz 34 auf, mit dem er sich an einem gehäuse­ festen Schließglied 35 abstützt. Das Schließglied 35 ist als Kugelabschnitt ausgeführt und in einer zentrischen Vertie­ fung 36 einer Abdeckkappe 37 gelagert, wobei die Abdeckkappe 37 die Abdichtung von Schmutz- und Reinseite 26 zwischen Rohrstutzen 29 und Filterelement 22 übernimmt. Der Durch­ messer des ringförmigen Ventilsitzes 34 ist wesentlich kleiner als der Außendurchmesser des Ventilkolbens 32, so daß der Ventilkolben 32 eine wirksame Ringfläche aufweist, auf der er vom Druck auf der Reinseite 26 gegen die Kraft der Feder 33 beaufschlagt wird.

Die Abdeckkappe 37 ist im wesentlichen scheibenförmig ausge­ führt und hat außen einen im wesentlichen halbkreisförmig ausgeführten Außenring 38. Die Abdeckkappe 37 stützt sich einerseits an der Stirnseite des Rohrstutzens 29 ab und hin­ tergreift mit einem offenen Schenkel 39 des Außenrings 38 einen ringförmigen Außenwulst 41 am Rohrstutzen 29. Auf diese Weise ist die Abdeckkappe 37 über eine Schnappverbin­ dung 42 lösbar und dicht am Deckel 14 befestigt. Mit ihrem anderen Schenkel 43 liegt die Abdeckkappe 37 an der Endkappe 24 an, so daß eine Abdichtung zwischen der Schmutzseite 25 und der Reinseite 26 gebildet ist. Im Bereich zwischen der zentrischen Vertiefung 36 und dem Außenring 38 weist die Ab­ deckkappe 37 Durchgangsöffnungen 44 auf, so daß Flüssigkeit von der Reinseite 26 durch die Abdeckkappe 37 hindurch­ strömen und die wirksame Fläche des Ventilkolbens 32 beauf­ schlagen kann. Ein O-Ring 45 am Außenumfang des Ventil­ kolbens 32 sorgt für eine gute Abdichtung des Ventilkolbens 32 im Rohrstutzen 29. Der Durchmesser des Rohrstutzens 29 ist im wesentlichen so groß gewählt, wie der Innendurch­ messer des Ventilelements 22, wodurch sich günstige Ab­ messungen und Verhältnisse an der Abdeckkappe 37 ergeben. Die Abdeckkappe 37 ist bei ausreichender Stabilität auch so­ weit elastisch ausgebildet, daß sie neben der Schnappver­ bindung 42 auch einen Toleranzenausgleich zwischen Deckel 14 und Filterelement 22 übernehmen kann und dabei für eine sichere Abdichtung sorgt, wobei sie zweckmäßiger Weise aus Kunststoff oder Gummi mit Versteifungseinlagen herstellbar ist.

Die Wirkungsweise des Flüssigkeitsfilters 10 mit inte­ griertem Druckregler 11 wird wie folgt erläutert: der in der Regel von einem Tank kommende Kraftstoff wird dem Flüssig­ keitsfilter 10 über den Zulaufanschluß 16 zugeführt und ge­ langt im Inneren des Gehäuses 12 auf dessen Schmutzseite 25. Der Kraftstoff durchströmt radial von außen nach innen das Filterelement 22 und gelangt gereinigt auf dessen Reinseite 26 und strömt von dort zumindest teilweise über den Ab­ laufanschluß 19 in Richtung der Verbraucher, zum Beispiel Einspritzventile. Der auf der Reinseite 26 herrschende Druck wirkt über die Durchgangsöffnungen 44 in der Abdeckkappe 37 auch stromaufwärts vom Ventil 31 und belastet dabei die wirksame Ringfläche des Ventilkolbens 32 gegen die Kraft der Feder 33. Über die Feder 33 wird dabei ein bestimmter Druck voreingestellt. Wird dieser voreingestellte Druck im Druck­ regler 11 überschritten, so öffnet das Ventil 31 und Kraft­ stoff kann von der Reinseite 26 über das geöffnete Ventil 31 hindurch zum Tankanschluß 17 abströmen. Beim Öffnen des Ven­ tils 31 bewegt sich der Ventilkolben 32 gegen die Kraft der Feder 33 nach rechts, bezogen auf die Fig. 1, wobei sein ringförmiger Ventilsitz 34 vom gehäusefesten Schließglied 35 abhebt und die Ablaufverbindung aufsteuert. Mit dem be­ weglich geführten Ventilkolben 32 im Rohrstutzen 29 läßt sich ein Druckregler 11 erreichen, der eine genaue Druck­ steuerung ermöglicht. Dabei läßt sich mit dem Ventilkolben 32 eine ausreichende Dämpfung erreichen, so daß geringe Druckpulsationen und somit eine geräuscharme Arbeitsweise erzielt wird. Das als Kugelabschnitt ausgeführte Schließ­ glied 35 ist in der Vertiefung 36 kippbar gehalten, so daß stets eine einwandfreie Abdichtung zwischen Ventilsitz 34 und Schließglied 35 erreicht wird. Bei vorliegender Bauweise des Druckreglers 11 läßt sich eine genaue Drucksteuerung auch dann erreichen, wenn größere Flüssigkeitsströme vom Ventil 31 zum Tankanschluß 17 abgesteuert werden und dabei der Ventilkolben 32 einen größeren Hub ausführt. Da der Druckregler 11 nur noch von der Reinseite 26 her beauf­ schlagt wird, werden alle seine Bauteile nur von gereinigtem Kraftstoff durchflossen und somit Verschleiß oder Undichtig­ keiten aufgrund von Schmutzpartikeln ausgeschlossen.

Das Flüssigkeitsfilter 10 mit integriertem Druckregler 11 am Deckel 14 kommt mit besonders wenig Bauelementen aus und er­ laubt eine besonders einfache Montage bzw. Demontage. So läßt sich bei der Montage am Deckel 14 die Feder 33 und der bewegliche Ventilkolben 32 in den Rohrstutzen 29 einsetzen, worauf die Abdeckkappe 37 mit eingelegtem Kugelabschnitt 35 einfach auf den Rohrstutzen 29 aufgesteckt wird und durch seine Schnappverbindung 42 gehalten ist. Der Deckel 14 mit Druckregler 11 bildet somit eine selbständige, vormontier­ bare Einheit, die einfach handhabbar und prüfbar ist. Nach dem Einsetzen eines Filterelements 22 in das becherförmige Gehäuseteil 13 läßt sich durch Einsetzen des vormontierten Deckels 14 das Flüssigkeitsfilter 10 mit integriertem Druck­ regler 11 vervollständigen. Die Montage des Flüssigkeitsfil­ ters 10 gestaltet sich somit besonders einfach und kosten­ günstig. Dabei läßt sich das Filterelement 22 ohne weiteres so ausgestalten, daß es beim Zusammenbau des Filters in un­ gerichteter Weise in das becherförmige Gehäuseteil 13 ein­ setzbar ist.

Selbstverständlich sind an der gezeigten Ausführungsform Än­ derungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzu­ weichen. Insbesondere sind an der Abdeckkappe Änderungen an der gezeigten Form und/oder im Material möglich.

Claims (12)

1. Flüssigkeitsfilter mit eingebautem Druckregler für Kraft­ stoff und mit einem Gehäuse, in dessen Innenraum ein Fil­ terelement angeordnet ist, das zwischen einem mit einer Schmutzseite verbundenen Zulaufanschluß und einem mit der Reinseite des Filters verbundenen Ablaufanschluß geschaltet ist, wobei an dem Gehäuse neben dem Zulauf- und dem Ab­ laufanschluß ein Tankanschluß ausgebildet ist, über welchen beim Ansprechen des Druckreglers über dessen Ventil strömende Flüssigkeit von einer Reinseite zum Tank abströmt, und bei dem ein den Zulaufanschluß aufweisender Deckel des Gehäuses einen zentrisch zum Tankanschluß liegenden, in den Innenraum ragenden, hülsenförmigen Rohrstutzen aufweist, in dem das mit einer Feder arbeitende, aus Ventilsitz und zu­ gehörigem Schließglied bestehende Ventil des Druckreglers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohr­ stutzen (29) ein Ventilkolben (32) dicht und gleitend ge­ führt ist, in dem der ringförmige Ventilsitz (34) angeordnet ist und daß der Ventilkolben (32) von der Reinseite (26) her gegen die Kraft der Feder (33) druckbeaufschlagt ist und sich mit seinem Ventilsitz (34) auf dem Schließglied (35) abstützt, das in einer Abdeckkappe (37) gehäusefest ange­ ordnet ist, und daß die Abdeckkappe (37) in einer Schmutz­ (25) und Reinseite (26) voneinander trennenden Weise zwischen Filterelement (22) und Rohrstutzen (29) angeordnet ist.

2. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das freie Ende (28) des Rohrstutzens (29) in relativ geringem Abstand von einer Endkappe (24) des Filterelements (22) liegt und daß die dazwischenliegende Ab­ deckkappe (37) im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet ist.

3. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abdeckkappe (37) einen Außenring (38) aufweist, der zur Trennung von Schmutz- (25) und Reinseite (26) dichtend am Rohrstutzen (29) und an der Endkappe (24) des Filterelements (22) anliegt.

4. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abdeckkappe (37) mittels einer Schnappverbindung (42) lösbar mit dem Rohrstutzen (29) ver­ bunden ist.

5. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abdeckkappe (37) einen im Querschnitt im wesentlichen halbkreisförmigen Außenring (38) aufweist, der mit seinem offenen Schenkel (39) an dem freien Ende (28) des Rohrstutzens (29) dichtend gehaltert ist, während ihr anderer Schenkel (43) dichtend an der Endkappe (24) des Fil­ terelements (22) anliegt.

6. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das freie Ende (28) des Rohrstutzens (29) einen Außenwulst (41) aufweist, den der offene Schenkel (39) der Abdeckkappe (37) hintergreift.

7. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (29) mit dem auf­ genommenen Ventilkolben (32) im Deckel (14) koaxial zum Fil­ terelement (22) und der Abdeckkappe (37) mit dem gehäuse­ festen Schließglied (35) angeordnet ist.

8. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 3 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abdeckkappe (37) zwischen Schließglied (35) und Außenring (38) liegende Durchgangs­ öffnungen (34) aufweist.

9. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (32) an seinem Außenumfang einen die Reinseite (26) gegenüber dem Tankan­ schluß (17) abdichtenden Dichtring (45) aufweist.

10. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das Schließglied ein Kugelab­ schnitt (35) ist, der in der Abdeckkappe (37) insbesondere kippbar gehalten ist.

11. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Rohrstutzens (29) in etwa dem Innendurchmesser der zugewandten Endkappe (24) des Filterelements (22) entspricht.

12. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Ventil­ kolbens (32) ein Vielfaches des Durchmessers des ringför­ migen Ventilsitzes (34) beträgt.