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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft einen Kraftstofffilter eines Verbrennungsmotors
mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Kraftstofffilter
von Verbrennungsmotoren, insbesondere im Kraftfahrzeugbau, umfassen
ein Filtergehäuse
mit einem Gehäusegrundkörper und
mit mindestens einem Deckel. Der Gehäusegrundkörper besteht verbreitet aus
Metallguss, insbesondere aus Aluminiumdruckguss oder dergleichen.
Der mechanisch geringer belastete Deckel kann aus Kunststoff bestehen
und wird mit dem Gehäusegrundkörper mittels
Deckelschrauben verschraubt. Zwischen dem Deckel und dem Gehäusegrundkörper ist
eine Deckeldichtung angeordnet, um das montierte Filtergehäuse im Betrieb
kraftstoffdicht zu halten.
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Nach
dem bekannten Stand der Technik wird der Metallgussrohling des Gehäusegrundkörpers zumindest
im Bereich der Schraubaufnahmen für die Deckelschrauben und am
Dichtsitz für
die Deckeldichtung mechanisch bearbeitet. In die Schraubaufnahmen
werden Gewinde eingeschnitten. Der Dichtsitz wird auf Maß gedreht,
wozu beim Gussrohling eine Materialzugabe von etwa 1 mm erforderlich
ist. Die spanende Nachbearbeitung des Gussrohlings erfordert kostenintensive
Arbeitsschritte. Die Materialzugabe im Bereich der zu bearbeitenden
Flächen
erhöhen
die Material kosten. An den fertigen Kraftstofffilter werden insbesondere
hohe Anforderungen hinsichtlich Sauberkeit als Schutz gegen Fremdkörper im
Kraftstoffpfad gestellt. Nach der zerspanenden Bearbeitung ist deshalb
ein intensiver Spülvorgang zur
Befreiung des bearbeiteten Gehäusegrundkörpers erforderlich,
der einen erheblichen unerwünschten
Kostenfaktor darstellt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Kraftstofffilter
derart weiterzubilden, dass die Anforderungen an die Bauteilssauberkeit
mit einfachen Mitteln bei hoher Prozesssicherheit eingehalten werden
können.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Kraftstofffilter mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
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Offenbarung der Erfindung
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Es
wird ein Kraftstofffilter vorgeschlagen, bei dem die Deckelschrauben
selbstfurchende Schrauben sind und bei dem die Schraubaufnahmen
sowie der Dichtsitz gusstechnisch ohne zerspanende Nachbearbeitung
hergestellt sind.
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Der
Verzicht auf eine zerspanende Nachbearbeitung senkt die Fertigungskosten.
Das Fehlen einer Materialzugabe am Dichtsitz und/oder an den Schraubaufnahmen
mindert die Materialkosten. Insbesondere entstehen bei der Fertigung
keine ein Verschmutzungsrisiko darstellende Späne. Ein Waschen des Metallguss-Gehäusegrundkörpers ist
nicht erforderlich. Bei gesenkten Fertigungskosten können die einschlägigen Forderungen
zum Fertigungsrestschmutz eingehalten werden.
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In
bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist die Deckeldichtung eine
Radialdichtung. Insbesondere verjüngt sich der Dichtsitz bezogen
auf die axiale Einsteckrichtung der Deckeldichtung. Hierdurch wird
dem Umstand Rechnung getragen, dass der gusstechnisch ausgeformte
und nicht weiter nachbearbeitete Dichtsitz gröbere Fertigungstoleranzen aufweist
als ein ausgedrehter Dichtsitz. Der in Einsteckrichtung konische
Verlauf führt
dennoch in Verbindung mit der Radialdichtung zu einer zuverlässigen Dichtwirkung,
da er beim axialen Einschieben der Dichtung zu einer umlaufenden,
radialen Anpresswirkung zwischen der Radialdichtung und dem Dichtsitz
führt.
Gleichzeitig ist hierdurch auch eine Formschräge gebildet, die eine Entformung
des Gussrohlings aus dem Formwerkzeug erleichtert.
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In
einer vorteilhaften Ausführung
weist der Gehäusegrundkörper eine
Anlagefläche
für den
Deckel auf, wobei die Schraubaufnahme eine einteilig angeformte
Distanzhülse
umfasst, die in eine Schrauböffnung
des Deckels eingreift. Bevorzugt ist dabei die Distanzhülse vollständig durch
die Schrauböffnung
hindurchgeführt.
Ohne den Bedarf an einer zusätzlichen,
separaten Einsteckhülse
ist der Deckel mittels der angeformten Distanzhülse sauber zentriert. Bei der
vollständig
durchgeführten
Ausgestaltung der Distanzhülse
wirkt diese als axialer Anschlag für die eingedrehte Deckelschraube.
Eine Überbeanspruchung
des Deckelmaterials ist vermie den, so dass der Deckel aus vergleichsweise
weichem Material wie Kunststoff oder dergleichen hergestellt werden
kann.
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Es
kann zweckmäßig sein,
nur vereinzelt im Bereich der Schraubaufnahmen und/oder des Dichtsitzes
auf eine spanende Bearbeitung zu verzichten. Bevorzugt ist der Gehäusegrundkörper insgesamt gusstechnisch
ohne zerspanende Nachbearbeitung hergestellt. Unter Einhaltung der
Anforderungen hinsichtlich Fertigungsrestschmutz kann auf einen
Spülvorgang
verzichtet werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 in
einer perspektivischen Explosionsdarstellung einen erfindungsgemäß ausgeführten Kraftstofffilter
mit einem aus Aluminiumdruckguss hergestellten Gehäusegrundkörper, mit
zwei Deckeln sowie mechanisch nicht nachbearbeiteten Schraubaufnahmen
und Dichtsitzen;
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2 eine
Längsschnittdarstellung
des montierten Kraftstofffilters nach 2 mit Einzelheiten
zum Zusammenspiel der Dichtsitze mit den Radialdichtungen der beiden
Deckel;
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3 eine
vergrößerte schematische
Detaildarstellung einer erfindungsgemäß ausgeführten Schraubverbindung des
Deckels mit dem Gehäusegrundkörper.
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Ausführungsform(en)
der Erfindung
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1 zeigt
in einer perspektivischen Explosionsdarstellung einen erfindungsgemäß ausgeführten Kraftstofffilter
eines Verbrennungsmotors für
eine Kraftfahrzeug. Es können
aber auch andere Anwendungen des Kraftstofffilters beispielsweise
für stationäre Motoren
oder dergleichen vorgesehen sein. Der Kraftstofffilter umfasst ein
Filtergehäuse 1,
welches durch einen Gehäusegrundkörper 2 aus
Metallguss sowie zwei Deckel 3, 4 gebildet ist.
Für den
Gehäusegrundkörper 2 ist
hier Aluminiumdruckguss vorgesehen. Es können aber auch andere Metallsorten bzw.
Gusstechniken zweckmäßig sein.
Die beiden Deckel 3, 4 bestehen aus spritzgegossenem
Kunststoff.
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Der
Gehäusegrundkörper 2 umschließt einen
Innenraum, in dem ein Filterelement 19 in einer axialen
Einsteckrichtung 11 eingesetzt ist. Der das Filterelement 19 aufnehmende
Innenraum wird mittels des Deckels 3 verschlossen. Der
Deckel 3 ist mit einem Kraftstoffeinlass 20 und
einem Kraftstoffauslass 21 versehen. Der nicht dargestellte
Verbrennungsmotor saugt Kraftstoff durch den Kraftstoffauslass 21,
durch das Filterelement 19 und den Kraftstoffeinlass 20 an,
wobei der durchfließende
Kraftstoff im Filterelement 19 gereinigt wird.
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Der
weitere Deckel 4 ist Teil einer Drainageeinrichtung zum
Ablassen von Wasser und Kraftstoff aus dem Inneren des Filtergehäuses 1.
Hierzu ist der Deckel 4 mit einem Drainageventil 22 und
einem Drainageschlauch 23 versehen.
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Beide
Deckel 3, 4 weisen auf ihrer dem Gehäusegrundkörper 2 zugewandten
Seite je einen Kragen mit einer umlaufenden Radialnut 17, 18 auf. Im
montierten Zustand ist in die Radialnut 17 des Deckels 3 eine
Deckeldichtung 6 in Form eines O-Ringes eingesetzt, während in
die Radialnut 18 des Deckels 4 eine weitere Deckeldichtung 7 eingesetzt
ist, die ebenfalls als O-Ring ausgebildet ist. Es können auch
abweichende Dichtungsbauformen zweckmäßig sein.
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Im
Anschlussbereich der beiden Deckel 3, 4 ist der
Gehäusegrundkörper 2 mit
je einem Dichtsitz 9, 10 zur Aufnahme der Deckeldichtungen 6, 7 versehen.
Die Dichtsitze 9, 10 sind im Querschnitt kreisförmig ausgeführt und
verengen sich bezogen auf die jeweilige Einsteckrichtung 11, 12 konisch.
Im montierten Zustand der Deckel 3, 4 umschließen die Dichtsitze 9, 10 die
jeweilige Deckeldichtung 6, 7 radial außenseitig
unter radialem Anpressdruck. Die mit ihren Deckeldichtungen 6, 7 in
die Dichtsitze 9, 10 eingesteckten Deckel 3, 4 werden
am Gehäusegrundkörper 2 mittels
Deckelschrauben 3, 5 gehalten, wozu der Gehäusegrundkörper 2 mit
einteilig angeformten Schraubaufnahmen 8 versehen ist.
Darüber
hinaus weist der Gehäusegrundkörper 2 noch weitere
Schraubaufnahmen 24 zur Befestigung des Filtergehäuses 1 am
Montageort auf.
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Der
Gehäusegrundkörper 2 ist
insgesamt gusstechnisch ohne zerspanende Nachbearbeitung hergestellt.
Dies betrifft insbesondere die Dichtsitze 9, 10 sowie
die Schraubaufnahmen 8, 24. Der Gussrohling des
Gehäusegrundkörpers 2 wird
lediglich nach dem Gießen
aus dem Formwerkzeug entnommen, entgratet und gespült. Eine
weitere mechanische, insbesondere zerspanende Bearbeitung findet nicht
statt. Weitere Einzelheiten zur Ausgestaltung der Dichtsitze 9, 10 und
der Schraubaufnahmen 8 sind im Zusammenhang mit den 2 und 3 näher beschrieben.
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2 zeigt
in einer Längsschnittdarstellung das
montierte Filtergehäuse 1 nach 1.
Es ist zu erkennen, dass der Deckel 3 mit dem angeformten Kraftstoffauslass 21 und
dem mittig aufgesteckten Filterelement 19 in der Einsteckrichtung 11 in
den Gehäusegrundkörper 2 so
weit eingesteckt ist, dass ein umlaufender Flansch 25 des
Deckels 3 flächig
an einer um den Dichtsitz 9 umlaufenden Anlagefläche 13 anliegt.
Dabei umschließt
der umlaufende, in der Einsteckrichtung 11 leicht konisch
sich verengende Dichtsitz 9 die in der umlaufenden Radialnut 17 gehaltene
Deckeldichtung 6. Sinngemäß das Gleiche gilt auch für den in
der Einsteckrichtung 12 eingesteckten, mit seinem Flansch 29 an
einer Anlagefläche 14 des
Gehäusegrundkörpers 2 anliegenden
Deckel 4, dessen in der umlaufenden Radialnut gehaltene
Deckeldichtung 7 radial außen von dem bezogen auf die
Einsteckrichtung 12 leicht konisch sich verengenden Dichtsitz 10 umschlossen
ist. Die konische Bauform der Dichtsitze 9, 10 führt in Verbin dung
mit der axialen Einsteckrichtung 11, 12 zu einer
zunehmend radialen Pressung zwischen Dichtsitz 9, 10 und Deckeldichtung 6, 7,
wodurch Fertigungstoleranzen im jeweils gusstechnisch ausgebildeten
Dichtsitz 9, 10 ausgeglichen werden.
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3 zeigt
in einer schematischen Detaildarstellung beispielhaft eine Schraubverbindung
zwischen dem Deckel 3 und dem Gehäusegrundkörper 2. Sinngemäß das Gleiche
gilt auch für
die Schraubverbindung zwischen dem hier nicht dargestellten Deckel 4 mit
dem Flansch 29 und dem Gehäusegrundkörper 2 mit der Anlagefläche 14 (2).
Der Deckel 3 ist mit einem umlaufenden Flansch 25 versehen,
der flächig
an der Anlagefläche 13 des
Gehäusegrundkörpers 2 anliegt.
Die einteilig am Gehäusegrundkörper 2 angeformte
Schraubaufnahme 8 umfasst eine ebenfalls einteilig angeformte
Distanzhülse 15,
die eine Schrauböffnung 16 des
Deckels 3 in Axialrichtung vollständig durchgreift. Im Bereich
der Schrauböffnung 16 ist
optional ein umlaufender Kragen 26 vorgesehen, der sich
in Axialrichtung über
den Flansch 25 erhebt. Die freien Stirnflächen des
Kragens 26 und der Distanzhülse 15 liegen im montierten
Zustand bündig
zueinander. Die Schraubaufnahme 8 ist mit einem zur Deckelschraube 5 hin
offenen Sackloch 27 versehen, welches gegenüber dem
Gewindeaußendurchmesser
der Deckelschraube 5 einen verringerten Innendurchmesser
aufweist. Im Rohzustand ist das Sackloch 27 an seinen Innenwänden glatt,
ohne dass ein Gewinde vorgesehen ist. Die gesamte Schraubauf nahme 8 einschließlich des
gewindefreien Sackloches 27 ist gusstechnisch ohne zerspanende
Nachbearbeitung hergestellt. Die Deckelschraube 5 ist eine
selbstfurchende Schraube und wird in das Sackloch 27 eingedreht.
Das Außengewinde
der Deckelschraube 5 dreht sich dabei selbstfurchend in
das mit Untermaß ausgebildete
Sackloch 27. Im angezogenen Zustand der Deckelschraube 5 liegt
ihr Kopf 28 flächig
an den Stirnflächen
des Kragens 26 und der Distanzhülse 15 an. Hierdurch
wird der Flansch 25 des Deckels 3 gegen die Anlagefläche 13 angedrückt. Gleichzeitig verhindert
die Distanzhülse 15 eine übermäßige Stauchung
des aus vergleichsweise weichem Kunststoff spritzgegossenen Deckels 3 im
Bereich des Kragens 26 bzw. der Schrauböffnung 16.