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Das technische Gebiet der vorliegenden Erfindung ist jenes der Kraftstofffilter, und insbesondere der Kraftstofffilter, in denen mindestens ein elektrisches Gerät, wie ein Erhitzer integriert ist.
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Bei der Zirkulation einer Flüssigkeit, und insbesondere, wenn ein Kraftstoff in einem Filter zirkuliert, sorgen die Reibungen der Flüssigkeit bei deren Durchlauf durch das Filtermedium für Elektronenverluste, die sich im Bereich des Filterelements und der Filterschale ansammeln, wodurch eine hohe Konzentration an elektrostatischen Aufladungen entsteht. Somit ist es unbedingt notwendig, einen Ableitungsweg vorzusehen, der die Ableitung solcher Aufladungen ermöglicht, um die Bildung von Lichtbögen zwischen dem Filter und der Struktur des Fahrzeugs (Masse) zu vermeiden, die für eine Durchlöcherung der Hülle des Filters und somit Kraftstofflecks sorgen können.
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Eine erste Lösung, die durch das Patent
US6168713 veröffentlicht wird, besteht darin, ein äußeres Filtergehäuse aus einem leitfähigen oder ableitenden Material (beispielsweise aus Metall oder mit leitfähigen Fasern oder Teilchen geladenem Kunststoff) zu erstellen, und das Filtergehäuse an die Masse des Fahrzeugs anzuschließen. Diese Lösung weist jedoch einen Nachteil auf, wenn das Filtergehäuse einen elektrischen Steckverbinder beispielsweise zum Versorgen eines elektrischen Gerätes, wie eines Erhitzers oder eines Sensors beinhaltet. Denn, da das Filtergehäuse leitfähig ist, könnte es sein, dass es einen Kurzschluss zwischen den Klemmen des Steckverbinders bewirkt, und die Wirksamkeit des elektrischen Gerätes beeinträchtigt.
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Im Übrigen ist durch das Dokument
DE 10 2014 010497 A1 bekannt, eine Verbindung zur Ableitung elektrostatischer Ladungen mit leitfähigen Teilen zu verwirklichen, die in die Oberseite eines oberen Flansches des Filterelements integriert sind, das im Filtergehäuse sitzt. Der obere Flansch bedarf einer bestimmten Gestaltung, um diese leitfähigen Teile zu umfassen, die beim Zusammensetzen von Kraftstofferhitzungsmitteln mitwirken, die in dem Bereich angeordnet sind, der sich über dem Filterelement befindet.
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In der Lösung des Dokuments
EP 2857669 wird ein Beispiel für einen Dieselfilter beschrieben, der mit einem ergänzenden Gehäuse versehen ist, um eine Erhitzungsvorrichtung aufzunehmen, wobei das ergänzende Gehäuse über einen Dieseleingang verfügt und in abnehmbarer Form an dem Hauptgehäuse befestigt wird, und sich dabei an der Ableitung der elektrischen Aufladungen beteiligt, die sich im Inneren des Hauptgehäuses ansammeln. Für diese Art von Anordnung ist es nötig, dass die Schale des Hauptgehäuses und das Gehäuse der Erhitzungsvorrichtung beide aus einem leitfähigen Kunststoffmaterial sind, um die elektrostatischen Aufladungen entladen zu können. Die Verwendung von geladenen/leitfähigen Kunststoffen oder Polymeren ist besonders kostspielig. Der in dem Dokument
US 2017/276106 A1 beschriebene Filter benötigt ebenfalls eine elektrisch leitfähige Schale.
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Ziel der Erfindung ist somit ein Kraftstofffilter (insbesondere in der Art eines Dieselfilters), mit einfacher und kostengünstiger Gestaltung, der es ermöglicht, einfach für die Ableitung der elektrostatischen Aufladungen zu sorgen.
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Die Erfindung bietet zu diesem Zweck einen Kraftstofffilter an, der dazu bestimmt ist, in einem Motorfahrzeug verbaut zu werden, und das Folgende beinhaltet:
- - ein Filterelement, das ein ringförmiges Filtermedium umfasst, das sich um eine Mittelachse erstreckt, und einen bestimmten Flansch, der ein erstes axiales Ende des ringförmigen Filtermediums bedeckt;
- - ein Erhitzungsgerät;
- - ein Gehäuse, das einen Eingang für rohen Kraftstoff und einen Ausgang für gefilterten Kraftstoff umfasst, und das Filterelement und Erhitzungsmittel des Erhitzungsgerätes aufnimmt, wobei zu berücksichtigen ist, dass ein Steckverbinder, der eine elektrische Verbindung des Erhitzungsgerätes mit einer externen Versorgung ermöglicht, durch einen Teil des Gehäuses gestützt wird,
wobei das Filterelement Teil eines Filtereinsatzes ist, der eine leitfähige Vorrichtung umfasst, die getrennt vom bestimmten Flansch konzipiert ist, und fest verbunden am Filterelement montiert ist,
mit der Besonderheit, dass die leitfähige Vorrichtung, die in Bezug auf das Filterelement (in einem montierten Zustand des Filtereinsatzes in dem Gehäuse) axial fest vorgesehen ist, direkt in Kontakt mit dem Filtermedium ist, wobei das Erhitzungsgerät einen ableitenden Kontaktgeber beinhaltet oder direkt (typischerweise elastisch/elastisch verformbar) daran anliegt, um einen Ableitungsabschnitt der leitfähigen Vorrichtung elektrisch an die Masse des Erhitzungsgerätes oder des Steckverbinders anzuschließen, um innerhalb des Gehäuses einen Ableitungsweg von dem Filtermedium des Filterelements bis zum Steckverbinder zu erstellen, und eine Ableitung ohne Nutzung von Wänden des Gehäuses zu ermöglichen.
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Somit ist es erlaubt, einen Kraftstofffilter in einfacher Gestaltung und kostengünstig zu erstellen, und dabei eine durchgängige Ableitung zwischen dem Filterelement (mit der Fläche stromaufwärts der Filterung) und dem Steckverbinder des Erhitzers zu bewirken. Es kann von Vorteil sein, den Steckverbinder des Erhitzers zu verwenden, wodurch keine Integration eines speziellen Steckverbinders für die elektrostatische Entladung notwendig ist. Das (Die) Material(-ien) (typischerweise aus Kunststoff), aus dem (denen) die Gehäusewände besteht (bestehen), um den Filtereinschluss zu begrenzen, sind nicht an der Ableitung beteiligt.
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Darüber hinaus kann der Flansch aus einem nicht leitfähigen Material erstellt werden. Bei geringen Flanschdicken und/oder bei robusten und kostengünstigen Erstellungsverfahren ist es interessant, den bestimmten Flansch in Form einer Schicht aus nicht leitfähigem Polymer oder Kunststoffmaterial bilden zu können. Insbesondere die Thermofusion zum Anhaften am entsprechenden axialen Ende des ringförmigen Filtermediums ermöglicht es nicht, ganz einfach leitfähige Flansche zu verwenden, da die Materialmischung in diesem Fall nicht optimal ist; schlussendlich könnte sich der Flansch ablösen.
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Selbstverständlich ist der Begriff „getrennt konzipiert“ in seinem gewohnten Sinne enthalten, und bezieht sich auf eine frühere Konzeption in Bezug auf die Montage der leitfähigen Vorrichtung. Zudem ist es klar, dass die jeweilige „Konzeption“ des (hier nicht leitfähigen) Flansches und der leitfähigen Vorrichtung (auf Basis eines leitfähigen Werkstoffes) der Montage der leitfähigen Vorrichtung vorangeht, um fest mit dem Filterelement verbunden zu sein.
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Gemäß einer Besonderheit wird der bestimmte Flansch auf Basis eines Kunststoffmaterials derart heißgeformt, dass ein faseriger Werkstoff des Filtermediums eine Aufnahmeschicht, die dem gesamten bestimmten Flansch oder einem Teil davon zugrunde liegt (der Werkstoff des Mediums beinhaltet typischerweise ein Vliestuch, das heißt mit willkürlich ausgerichteten Fasern), durchquert und/oder darin eingearbeitet ist.
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Der bestimmte Flansch ist optional elektrisch nicht leitfähig, vorzugsweise aus unverstärktem Polyamid gefertigt. Das Polyamid kann nicht einschränkend auf Basis von Polyamid 6 oder Polyamid 6.6 sein.
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Das elektrische Erhitzungsgerät ist vorzugsweise im Inneren des Gehäuses, welches den Eingang des rohen Kraftstoffes und den Ausgang des gefilterten Kraftstoffes definiert, axial zwischen dem Eingang und dem bestimmten Flansch in einem Bereich stromaufwärts des Filtermediums eingesetzt, wo roher Kraftstoff zirkuliert.
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Gemäß einer Besonderheit umfasst das Gehäuse einen Deckel, der den Teil des Gehäuses bildet, der den Steckverbinder stützt, und einen von dem Eingang und dem Ausgang beinhaltet. Typischerweise kann sich das Gehäuse axial um die Längsachse zwischen dem Eingang und dem Ausgang erstrecken, wobei der bestimmte Flansch in dem Innenvolumen des Deckels oder in der Nähe des Deckels (wodurch der Einbau des Erhitzungsgerätes kompakt wird, mit einer einfachen Gestaltung) aufgenommen wird.
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Es kann vorgesehen werden, den Erhitzer möglichst nahe am Filterelement zu positionieren, mit beispielsweise einer Anordnung in Form einer Stapelung von Platten (in ähnlicher Form wie die Zusammensetzung, die in dem Dokument
EP 0162939 hinsichtlich der Einbeziehung des Erhitzungselements des Typs PTC beschrieben ist), was eine besonders kompakte Lösung darstellt.
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Es ist verständlich, dass der Filter ein Einlassfilter sein kann, beispielsweise mit parallelen und entgegengesetzten Stutzen zur Bildung des Eingangs (typischerweise auf dem Deckel, der von elektrischen Leitungsbahnen des Erhitzungsgerätes durchzogen ist) und des Ausgangs.
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In Ausführungsformen der Erfindung kann auf einer oder mehrere der folgenden Anordnungen zurückgegriffen werden:
- - das Gehäuse umfasst einen Eingang für rohen Kraftstoff und einen Ausgang für gefilterten Kraftstoff, wobei sich das elektrische Erhitzungsgerät axial zwischen dem Eingang und dem bestimmten Flansch in einem Bereich stromaufwärts des Filtermediums erstreckt, in dem roher Kraftstoff zirkuliert.
- - der bestimmte Flansch, der das erste axiale Ende des Filtermediums (am nächsten zum Erhitzungsgerät gelegen) verschließt den Innenhohlraum, der durch das Filtermedium begrenzt wird, auf der Seite nahe dem Eingang, um den Bereich stromaufwärts des Innenhohlraumes, wo der gefilterte Kraftstoff zirkuliert abzutrennen (wobei dieser Raum den gesamten Teil des Bereichs stromabwärts der Filterung oder einen Teil davon bildet).
- - das (die) Heizelement(e) des Erhitzungsgerätes befindet/befinden sich im stromaufwärtigen Bereich.
- - das Filterelement umfasst einen distalen Flansch, der von dem Erhitzungsgerät entfernt ist, gegenüber dem bestimmten Flansch und der das zweite axiale Ende des Filtermediums bedeckt.
- - der Filtereinsatz weist einen distalen Flansch axial gegenüber dem bestimmten Flansch auf, und der mindestens eine zentrale Öffnung aufweist, um einen Innenhohlraum des Filterelements, der durch eine seitliche innere Fläche des Filtermediums begrenzt, mit dem Ausgang verbinden zu lassen.
- - der distale Flansch ist heißgeformt oder erfährt eine Thermofusion zum Anhaften an einem axialen Ende des Filtermediums nahe dem Ausgang des Filters.
- - der distale Flansch weist einen zentralen rohrförmigen Vorsprung auf, der einen dichten Anschluss mit einer zylindrischen Leitung bildet, die in dem Gehäuse vorhanden ist (zylindrische Leitung, die mit dem axialen Ausgang fluchtet oder daraus besteht) und mit dem Ausgang verbunden ist und diesen bildet, wobei dieser axiale Ausgang zentral sein kann und dabei von der (virtuellen) Mittelachse des Filterelements durchquert wird.
- - der zentrale rohrförmige Vorsprung weist einen aus einer seitlichen Fläche des Anschlusses radial nach außen hervorstehenden, ringförmigen Wulst auf, um eine ringförmige Abdichtung an der Innenfläche der zylindrischen Leitung zu bilden.
- - mindestens ein Abschnitt des ableitenden Kontaktgebers bildet ein elastisches Rückstellorgan, das sich in der Form einer Schrauben- oder Blattfeder darstellt, in Kontakt auf dem Ableitungsabschnitt der leitfähigen Vorrichtung, vorzugsweise axial auf dem Ableitungsabschnitt anliegend angebracht.
- - ein elastisches Rückstellorgan, das dem ableitenden Kontaktgeber angehört, erstreckt sich durch einen Schlitz oder eine Öffnung hindurch, der (die) in einer Stützstruktur vorgesehen ist, die dem Erhitzungsgerät angehört, um mindestens ein Heizelement zu stützen.
- - der Teil des Gehäuses, der die Steckverbindung stützt, ist ein Deckel, vorzugsweise in Form einer Kuppel, der direkt auf einem Behälter oder einer Schale des Gehäuses montiert wird.
- - der Deckel ist an der Schale verschweißt.
- - der Deckel ist abnehmbar an der Schale befestigt.
- - der Deckel stellt sich in Form eines Teils aus elektrisch nicht leitfähigem Kunststoffmaterial dar, das eine Buchse des Steckverbinders beinhaltet, wobei die Buchse nach außen, vorzugsweise entlang einer axialen Richtung parallel zur Längsachse hervorsteht.
- - die leitfähige Vorrichtung ist aus einem einzigen Stück, vorzugsweise aus Metall gefertigt.
- - die leitfähige Vorrichtung weist in einer in Bezug auf die Mittelachse querlaufenden Wand eine mittlere Zentrierungsöffnung auf, durch die hindurch sich ein axialer Vorsprung des bestimmten Flansches erstreckt (die Mittelachse durchquert typischerweise die leitfähige Vorrichtung durch die zentrale Öffnung hindurch); dadurch kann die leitfähige Vorrichtung auf zuverlässige Weise ohne Gefahr für die zwischen dem Filtermedium und dem Erhitzungsgerät zu erstellende Verbindung positioniert werden.
- - ein radialer ebener Abschnitt des bestimmten Flansches kann eine axiale Anschlagoberfläche gegenüber der leitfähigen Vorrichtung bilden, um sich einer gewünschten endgültigen Positionierung der leitfähigen Vorrichtung zu vergewissern.
- - die leitfähige Vorrichtung wird aus einem einzigen Stück, vorzugsweise aus Metall gefertigt.
- - das Stück, das die leitfähige Vorrichtung bildet, ist ein Klemmstück (die leitfähige Vorrichtung ist beispielsweise mit einer Vielzahl von Krallen oder Clips versehen, die am Umfang eines radialen Abschnitts, vorzugsweise mit einer regelmäßigen Verteilung verteilt sind,).
- - die leitfähige Vorrichtung weist eine Drehsymmetrie um eine Achse auf, die in der zusammengesetzten Position der leitfähigen Vorrichtung auf dem Filterelement mit der Mittelachse des Filterelements zusammenfällt.
- - die leitfähige Vorrichtung weist einen ebenen, ringförmigen radialen Abschnitt, parallel zu einem radialen Abschnitt des bestimmen Flansches, und vorzugsweise daran anliegend, auf.
- - der axiale Vorsprung des bestimmten Flansches kann aus einem radialen Abschnitt des Flansches hervorstehen, der teilweise von einem ringförmigen radialen Abschnitt der leitfähigen Vorrichtung bedeckt wird.
- - der axiale Vorsprung des bestimmten Flansches ist rohrförmig und steht parallel zur Mittelachse aus einer im Wesentlichen ebenen nicht gelochten Fläche des bestimmten Flansches hervor.
- - der axiale Vorsprung des bestimmten Flansches kann dem Erhitzungsgerät zugewandt sein, und ist insbesondere einer Boden- oder Verschlusswand zugewandt, an der mindestens ein Steckverankerungsorgan anliegt, das in Eingriff mit einem Buchsenverbinder des Deckels steht, und dabei einen Stützstapel durchquert, auf dem ein oder mehrere Heizelemente typischerweise mit einem positiven Temperaturkoeffizienten befestigt sind (im Allgemeinen PTC-Elemente genannt, aus der englischen Abkürzung „Positive Temperature Coefficient“).
- - die leitfähige Vorrichtung weist mindestens zwei radial nach außen verformbare elastische Laschen auf, und die jeweils mit einem Kontaktteil für einen radialen Kontakt an einer äußeren Seitenoberfläche des Filtermediums versehen sind, wobei jede der elastischen Laschen eine elastische Rückstellwirkung nach innen ausübt.
- - die leitfähige Vorrichtung weist mindestens drei radial nach außen verformbare elastische Laschen auf, die vorzugsweise regelmäßig voneinander beabstandet sind (mit dieser Anordnung können zwei aufeinanderfolgende Laschen der leitfähigen Vorrichtung winkelig um einen Winkel kleiner oder gleich 100°, und vorzugsweise zwischen 30° und 70° liegend beabstandet sein, wodurch eine gleichförmige Aufteilung in Bezug auf die Seite des Aufnahmemediums des zu filternden Flusses möglich ist, um die Gefahr einer elektrostatischen Entladung zu beseitigen).
- - die leitfähige Vorrichtung, die aus einem Stück gefertigt ist, weist die folgenden Elemente auf, oder bestehen daraus:
- - einen ersten ringförmigen Abschnitt, der vorzugsweise einen im Wesentlichen ebenen radialen Teil bildet, der in einem axial beaufschlagten Zustand zum bestimmten Flansch durch ein elastisches Rückstellorgan, das dem ableitenden Kontaktgeber angehört, auf dem bestimmten Flansch aufliegt; und
- - mindestens einen zweiten Randabschnitt (eine Lückenform aufweisend), der radial nach außen vorsteht, und sich dabei aus dem ersten ringförmigen Abschnitt, und bis zu einem Ende eines Randes erstreckt, der in Bezug auf eine ringförmige äußere Einfassung des bestimmten Flansches vorstehend ist, wobei jedes Ende eines Randes ein Längsprofil aufweist, das typischerweise gekrümmt ist und/oder eine gebogene Verbindung aufweist, die einen zweiten Randabschnitt (radiale Lücke) mit mindestens einer der elastischen Laschen (verformbare axiale Laschen mit einem radialen Federweg) verbindet.
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Gemäß einer Besonderheit gehört der Filter der Kategorie der Einlassfilter mit dem Eingang und dem Ausgang an, die an zwei gegenüberliegenden Enden angeordnet sind.
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In bestimmten Ausführungsformen kann auf die eine oder die andere der folgenden Optionen zurückgegriffen werden:
- - das Gehäuse weist eine rohrförmige Wand auf, die sich um eine Längsachse, parallel zur Mittelachse herum zwischen einem ersten proximalen Gehäuseende in Bezug auf den bestimmten Flansch und einem zweiten Gehäuseende erstreckt.
- - das Erhitzungsgerät beinhaltet die Heizelemente, die vollkommen in dem Gehäuse, zwischen dem ersten Gehäuseende und dem bestimmten Flansch platziert sind, wobei sich der ableitende Kontaktgeber zwischen den Heizelementen und dem bestimmten Flansch erstreckt.
- - das Erhitzungsgerät weist zwei sich axial ausdehnende leitfähige Klemmen auf, die jeweils ein äußeres Ende aufweisen, das sich im Inneren eines Hohlraumes eines äußeren Fassungshohlraumes erstreckt (die beiden Fassungen können länglich und gleich lang sein).
- - die eine der Klemmen ist elektrisch mit einer bestimmten querlaufenden Platte verbunden, die wie folgt ist:
- - angrenzend an die Heizelemente; und
- - in Kontakt mit dem ableitenden Kontaktgeber, vorzugsweise in Kontakt mit Kompressionsabschnitten des ableitenden Kontaktgebers, welche die bestimmte querlaufende Platte axial in Richtung des ersten Gehäuseendes verschieben.
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In einer bevorzugten Option ist der ableitende Kontaktgeber, der typischerweise in einem Stück ausgeführt ist, axial zwischenliegend zwischen zwei Elementen des Erhitzungsgerätes, wobei das eine dieser Elemente eine Verschlussplatte des Erhitzungsgerätes ist. Typischerweise weist der Kontaktgeber ein Federblatt oder einen in Bezug auf eine Verschlussplatte des Erhitzungsgerätes axial vorstehenden Kontaktvorsprung auf.
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In einer Variante ist der ableitende Kontaktgeber Teil des Erhitzungsgerätes, ohne dass es deshalb notwendig wäre, ein Teil, beispielsweise zum Bilden des Federblattes oder des direkt in eine Verschlussplatte aus leitfähigem Material vorspringenden Kontaktvorsprungs, hinzuzufügen. Es kann vorgesehen werden, auf diesem Verschlusselement mit Funktion eines ableitenden Kontaktgebers ein Verankerungsorgan, wie eine Schraube, zu montieren (eventuell eine starre Kunststoffschraube und/oder mit einer Beschichtung oder einem elektrisch isolierenden Zwischenstück zwischen der Schraube und der Verschlussplatte).
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Ein Vorteil der vorliegenden Lösung liegt in der Tatsache, dass sie die Ableitung der elektrostatischen Aufladungen ermöglicht und die Bildung von Lichtbögen zwischen dem Filter und der Struktur des Fahrzeugs vermeidet.
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Ein weiterer Vorteil liegt in der Verwendung eines ableitenden Kontaktgebers, der einfach verformbar ist (der mindestens einen elastisch verformbaren Teil aufweist), wodurch ein radiales und axiales Spiel ausgeglichen werden kann.
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Die leitfähige Vorrichtung kann, wenn sie eine Klemmfunktion aufweist, auch diesen Vorteil des Ausgleichs des radialen Spiels dank der elastischen Rückstellwirkung der Krallen oder Clip-Elemente aufweisen, die sich an der Seitenfläche des Filtermediums anlegen.
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Noch ein weiterer Vorteil liegt in der Einfachheit der Montage und Demontage des Filterelements, für die keinerlei Elektro-Sonderkompetenzen notwendig sind.
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Ein weiterer Vorteil liegt in der Wiederverwendbarkeit des Filterelements, da die leitfähige Vorrichtung einfach von dem Filterelement getrennt werden kann.
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Die Kontaktvorrichtung kann beispielsweise einen ringförmigen Kontaktoberflächenabschnitt aufweisen, der um eine Längsachse des Filterelements herum symmetrisch ist, wodurch der Erhalt der elektrischen Verbindung an dem axial vorstehenden punktuellen Kontaktgeber, der fest mit dem elektrischen Erhitzungsgerät verbunden ist, erleichtert wird.
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Alternativ dazu kann die leitfähige Vorrichtung einen axial vorstehenden Vorsprung aufweisen, um eine Anschlussklemme zu bilden, während der Kontaktgeber, der fest mit dem elektrischen Gerät verbunden ist, einen ringförmigen Kontaktoberflächenabschnitt aufweist, der im montierten Zustand des Deckels um eine Längsachse des Filterelements herum symmetrisch ist.
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Dabei ist verständlich, dass das Filterelement ohne den geringsten metallischen Werkstoff oder geladenen Werkstoff (da das Filterelement über keinen leitfähigen Flansch verfügt, um die axiale Abdeckschicht des ringförmigen Filtermediums zu bilden) gestaltet werden kann.
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Gemäß einer Besonderheit wird die leitfähige Vorrichtung vor dem Schließen des Deckels durch Befestigen auf der Schale zur Bildung des Gehäuses auf dem Filterelement auf überlagerte Art und Weise auf einem radialen (vorzugsweise ringförmigen) Abschnitt des bestimmten Flansches befestigt, wobei die leitfähige Vorrichtung mit einer oder mehreren Laschen versehen ist, die axial aus dem radialen Abschnitt abfallen, um entlang einer äußeren Seitenfläche des Filtermediums zu verlaufen, und im befestigten Zustand auf dieser äußeren Seitenfläche direkt in Kontakt mit dem Filtermedium zu gelangen.
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Typischerweise wird der Ableitungsweg innerhalb des Gehäuses durch Verwenden eines ableitenden Kontaktgebers erstellt, der sich mindestens teilweise innerhalb des Erhitzungsgerätes befindet, und aus einem Stück gefertigt ist, um einen Ableitungsabschnitt der leitfähigen Vorrichtung elektrisch mit der Masse des Erhitzungsgerätes oder des elektrischen Steckverbinders zu verbinden.
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In einer Option beinhaltet der aus einem Stück gefertigte ableitende Kontaktgeber ein Federblatt (mit elastischer Rückstellwirkung in einer ersten axialen Richtung) und mindestens ein elastisches Rückstellorgan, das imstande ist, eine Stützplatte eines oder mehrerer Heizelemente in einer zweiten axialen Richtung in entgegengesetzter Richtung zur ersten axialen Richtung zu verschieben.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung erscheinen im Laufe der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen, die als Beispiel und keineswegs einschränkend und in Hinblick auf die angehängten Zeichnungen angeführt sind, in denen:
- - Die 1 ein Einführungsbeispiel einer Leitungsschnittstelle zwischen dem Deckel des Filters und dem Medium des Elements, das den Kraftstoff filtert, entsprechend der Erfindung darstellt.
- - Die 2 gemäß einem Längsschnitt einen Kraftstofffilter entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung darstellt.
- - Die 3 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Beispiel eines Filtereinsatzes im eingeführten Zustand in die Schale des Gehäuses zeigt.
- - Die 4 in der Perspektive die Komponenten darstellt, die in dem Ableitungsweg der elektrostatischen Aufladungen zwischen dem Filtermedium und den Klemmen des Erhitzungsgerätes einbezogen sind.
- - Die 5 in der Perspektive ein Beispiel für ein Teil darstellt, das die leitfähige Vorrichtung darstellt, die imstande ist, das Element zu bedecken.
- - Die 6 in der Perspektive Betriebskomponenten des Erhitzungsgerätes des Filters aus der 2 darstellt, und ein Federblatt zeigt, das den Teil des ableitenden Kontaktgebers bildet.
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In den verschiedenen Figuren bezeichnen dieselben Referenzen jeweils identische oder ähnliche Elemente.
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Eine von der Erfindung gesuchte technische Wirkung ist die Ableitung der elektrostatischen Aufladungen. Zu diesem Zweck ist es wichtig, die verwendeten Begrifflichkeiten klarzustellen, um die Eigenschaften der Werkstoffe zu bezeichnen. Man unterscheidet die leitfähigen, ableitenden, astatischen und isolierenden Werkstoffe. Unter „isolierend“ versteht man einen Werkstoff, der Strom nicht leitet, und die Ableitung der elektrostatischen Aufladungen nicht ermöglicht. Solche Werkstoffe weisen einen spezifischen Oberflächenwiderstand von mehr als 1012 Ohm auf. Die „astatischen“ Werkstoffe weisen einen spezifischen Oberflächenwiderstand auf, der zwischen 109 und 1012 Ohm liegt, die „ableitenden“ Werkstoffe weisen einen spezifischen Oberflächenwiderstand auf, der zwischen 105 und 109 Ohm liegt, und die „leitfähigen“ Werkstoffe weisen einen spezifischen Oberflächenwiderstand von weniger als 105 Ohm auf. In der vorliegenden Beschreibung wird der Begriff „ableitend“ sowohl auf leitfähige, als auch auf ableitende Werkstoffe angewandt, und bezeichnet eine Eigenschaft, die die elektrostatische Entladung ermöglicht.
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Die 2 ist eine Schnittansicht, die einen Kraftstofffilter 1 gemäß der Erfindung zeigt, während die 1 die Art des Integrierens der Heizmittel, die in weiterer Folge „Erhitzungsgerät“ genannt werden, in das Gehäuse (2, 3) des Filters 1 zeigt. Die Fassung 7a des elektrischen Steckverbinders 7 wird als Teil der äußeren Verkleidung angenommen, die dem Erhitzungsgerät 6 angehört, wobei die Fassung 7a ergänzend zu den Kontakten 7b, hier ein Kontaktpaar, ist, um den elektrischen Steckverbinder 7 zu bilden.
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Das Gehäuse setzt sich hier aus einer Schale 2 und einem Deckel 3 zusammen, der auf der Schale (hier durch Schweißen oder eventuell durch Schrauben oder eine andere lösbare Befestigung) befestigt ist, um eine Einfriedung zu bilden, in der in einer Angleichung um eine selbe Längsachse X ein Filterelement EF, das elektrische Erhitzungsgerät 6 und eine leitfähige Vorrichtung DC angeordnet sind. Die leitfähige Vorrichtung DC kann das Filterelement EF bedecken, um zwischen einen Flansch 31 dieses Filterelements EF und des Erhitzungsgerätes 6 eingesetzt zu werden.
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Die Schale 2 ist hier aus einem Kunststoffmaterial gefertigt, und bildet dabei die rohrförmige Seitenwand 2b und einen Boden B, und auch der Deckel 3 ist aus einem Stück aus Kunststoffmaterial gefertigt. Das verwendete Kunststoffmaterial ist typischerweise starr und kann Polyamid, beispielsweise PA 6.6 sein. Selbstverständlich kann das Gehäuse anders, beispielsweise mit drei Teilen gestaltet sein.
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Es ist verständlich, dass die Schale 2 und der Deckel 3 aus Plastikwerkstoff oder einem isolierenden Polymer gefertigt sind.
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Der Deckel 3 beinhaltet klassischerweise einen Eingang 4 für ungefilterten Kraftstoff, kann jedoch mit keinem Ausgang versehen sein, wobei der Ausgang 8 für gefilterten Kraftstoff in einem Stück mit der Schale 2 auf Seiten eines Bodenendes B gebildet wird. Der Deckel 3 kann eine Kuppelform aufweisen oder einen Hohlraum beinhalten, der ein Innenvolumen V3 bildet, um Heizkomponenten des Erhitzungsgerätes 6 aufzunehmen.
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Unter Bezugnahme auf die 1 beinhaltet der Deckel 3 auch die Fassung 7a des Steckverbinders 7, der den elektrischen Anschluss des Erhitzungsgerätes 6 an eine externe Versorgung ermöglicht. Der Deckel 3 weist eine Seitenwand auf, die einen Stapel umgibt, um das oder die Heizelemente, beispielsweise in der Art PTC des Erhitzungsgerätes 6 zu stützen.
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Es ist auch zu sehen, dass das Filterelement EF einen ersten Flansch oder bestimmten Flansch 31, (in Bezug auf das Erhitzungsgerät 6) proximal genannt, einen zweiten Flansch 32, distal genannt, und ein ringförmiges Filtermedium 5 beinhaltet, das sich um die Mittelachse A des Filterelements EF, zwischen den beiden Flanschen 31, 32, erstreckt.
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Unter Bezugnahme auf die 2 kann das Filterelement EF auch eine Stütze T in einer im Wesentlichen rohrförmigen Form (gelochtes Rohr typischerweise aus nicht leitfähigem Kunststoff) beinhalten, um das herum das ringförmige Filtermedium 5 angeordnet ist. Der zu filternde Kraftstoff kann durch das ringförmige Filtermedium 5 verlaufen und gelangt durch Durchqueren des distalen Flansches 32 gegenüber dem Eingang 4 und dem Erhitzungsgerät 6 zum Ausgang 8. Die Stütze T ist durch radiale Öffnungen 17 gelocht, um den Durchlauf des Kraftstoffes zu ermöglichen.
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Das Filtermedium 5 weist eine äußere Seitenfläche 5a auf, die den Bereich Z1 stromaufwärts der Filterung begrenzt, wo sich während des Betriebs des Filters Aufladungen ansammeln können. Es weist auch eine Innenfläche 5b auf, die einen inneren Hohlraum 9 des Filterelements EF begrenzt. Das Filtermedium 5 ist zwischen dem proximalen Flansch 31 und dem distalen Flansch 32 derart eingesetzt, dass der einzige Weg zwischen dem Bereich Z1 stromaufwärts und dem Bereich stromabwärts Z2 (inklusive dem Raum 9), der mit dem Ausgang 8 verbunden ist, ein zentripetaler (zur Mittelachse A) ist, der über das Filtermedium 5 führt.
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Das Filtermedium 5 kann eine mindestens zweischichtige Struktur aufweisen. Eine mehrschichtige Verbundstruktur verbessert die Filtereffizienz für Diesel. Ein Teil der Struktur des Mediums 5 wird durch Blasformen derart erstellt, dass das Medium 5 mindestens eine Mikrofaserschicht (Mikrofaser wird durch Extrudieren/Blasformen erhalten) beinhalten. Eine der Schichten kann auf Basis von Cellulose, imprägnierter Cellulose (beispielsweise durch ein Phenolharz imprägnierte Cellulose) sein. In bestimmten Optionen kann Glasfaser zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schichten des Filtermediums 5 vorgesehen sein.
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Eventuell kann ein zusammengewachsener Filz und/oder wasserabweisendes Tuch zur Abscheidung von Wasser stromabwärts des zweischichtigen Mediums hinzugefügt werden. In diesem Fall kann optional ein Ansammlungsbereich für Wasser in der Nähe des Ausgangs 8 und/oder einer Leitung mit Ablassschnecke vorgesehen werden.
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In einer Option ist das Filtermedium 5 in Form eines Zylinders ausgeführt. Die zylindrische Form kann beispielsweise in bekannter Form durch Einrollen oder Falzen (beispielsweise gerade, in Sparrenform oder gekrümmt) eines Mediums erhalten werden.
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Die Verbindung Medium 5 - Flansch 31 oder 32 kann anhand von Thermofusion erfolgen, wobei jeder Flansch 31, 32 auf Basis eines Kunststoffwerkstoffes heißgeformt wird. Das axiale Ende 5c oder 5d des Mediums 5 wird derart in Kontakt mit dem geschmolzenen Kunststoffwerkstoff/Harz gebracht, dass faseriger Werkstoff des Filtermediums 5 eine Aufnahmeschicht, aus dem der gesamte betroffene Flansch 31 oder 32 oder ein Teil davon besteht, durchquert und/oder darin eingebettet ist.
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Während der distale Flansch 32 einen radialen Abschnitt in einer im Wesentlichen ringförmigen Form aufweist, um das axiale Ende 5d des Filtermediums 5 zu bedecken, kann der proximale Flansch 31 eine Scheibe darstellen, die mit keiner Öffnung versehen ist, die das andere axiale Ende 5c bedeckt, wodurch es möglich ist, den Innenhohlraum 9 von dem stromaufwärtigen Bereich, wo der rohe Kraftstoff erwärmt wird, zu trennen.
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Das Filterelement EF kann eine leitfähige Vorrichtung DC stützen, die sich in dem stromaufwärtigen Bereich Z1 erstreckt. Diese leitfähige Vorrichtung DC wird getrennt von dem proximalen Flansch 31 gestaltet und derart fest mit dem Filterelement EF verbunden montiert, um eine axiale Anlageoberfläche auf Höhe des Gehäuseendes 3a zu bilden, das hier durch den Deckel 3 gebildet wird, wo der Eingang 4 gebildet wird und wo sich die Kontakte 7b des Steckverbinders 7 befinden. Die leitfähige Vorrichtung DC steht auch direkt mit dem Filtermedium 5 in Kontakt.
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Mithilfe der flexiblen Laschen 24 oder durch ähnliche Tauchorgane, die Erweiterungen aus einem axialen Anlegeteil bilden, die den Flansch 31 bedecken, kann die leitfähige Vorrichtung DC beispielsweise in Kontakt mit einer Vielzahl von Bereichen, die winkelig voneinander beabstandet sind, der äußeren Seitenfläche 5a stehen.
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Die leitfähige Vorrichtung DC kann einen ringförmigen radialen Abschnitt PR aufweisen, um die Anlegeoberfläche zu begrenzen und den Flansch 31 zu bedecken, indem das gesamte leitfähige axiale Ende eines Filtereinsatzes 15 oder ein Teil davon gebildet wird. Denn das vorherige Anbringen der leitfähigen Vorrichtung DC, hier dem Filterelement EF überlagert (indem sie auf der Außenseite des proximalen Flansches 31, der den Innenhohlraum 9 verstopft, wie insbesondere in der 3 zu sehen ist), ermöglicht das Einführen in die Schale 2, in einem Stück, eines Filtereinsatzes 15, der das Filterelement EF und die leitfähige Vorrichtung DC beinhaltet.
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Die Tatsache, dass die leitfähige Vorrichtung DC auf dem Filterelement EF montiert wird, bevor das Filterelement EF in der Schale 2 platziert wird, ist von Vorteil, um Federwege von elastischen Teilen der leitfähigen Vorrichtung DC um das Filterelement EF herum beim Anbringen zu ermöglichen, was sich im Inneren der Schale 2 insbesondere bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten schwieriger darstellen kann.
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Die Dichtheit zwischen dem Ausgang 8 und dem Innenhohlraum 9 kann durch Verwenden einer Ringabdichtung, beispielsweise dank eines äußeren Wulstes eines Vorsprungs des Flansches 32 derart erreicht werden, dass der gefilterte Kraftstoff selektiv durch die mittlere Öffnung O2 oder einen anderen Zugang zirkulieren kann, der den distalen Flansch 32 durchquert, um direkt zum Ausgang 8 zu gelangen.
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In bestimmten Varianten kann das Filterelement EF zuerst in der Schale 2 montiert werden, indem die Dichtheit zwischen dem Ausgang 8 und dem Vorsprung, der die mittlere Öffnung O2 des distalen Flansches 32 begrenzt, gebildet wird. Danach positioniert man die leitfähige Vorrichtung DC auf Höhe des Flansches 31 derart, dass sich die leitfähige Vorrichtung DC im zusammengesetzten Zustand des Filters 1 in einer eingeschobenen Position zwischen dem Erhitzungsgerät 6 und dem Flansch 31 befindet.
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Allgemeiner, und wie in dem nicht beschränkenden Fall der 1 und 2 zu sehen, ist verständlich, dass die leitfähige Vorrichtung DC axial in Bezug auf das Filterelement EF am Ende der Montage befestigt werden kann, sodass ein elastischer ableitender Kontaktgeber 12, typischerweise in dem Erhitzungsgerät 6 enthalten, in Kontakt mit der Anlegeoberfläche der leitfähigen Vorrichtung DC kommen kann, um den ringförmigen radialen Abschnitt PR oder einen anderen Ableitungsabschnitt der leitfähigen Vorrichtung DC elektrisch mit der Masse des Erhitzungsgerätes 6 oder des Steckverbinders 7 zu verbinden. Vorzugsweise legt sich der ableitende Kontaktgeber 12 durch ein Federblatt oder ein anderes elastisches Rückstellorgan 16 direkt in axialem Kontakt an die Anlegeoberfläche des radialen Abschnitts PR an, der durchgehend ringförmig um die Mittelachse A ist. In diesem Sinne ist der Kontaktgeber mit einer elastischen Rückstellwirkung zum Kontaktbereich (die elastische Rückstellung kann typischerweise für einen axialen Kontakt zur leitfähigen Vorrichtung nach unten erfolgen) verformbar.
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Der Steckverbinder 7 verfügt über Klemmen 61, 62, von denen eine (Klemme 61), beispielsweise indirekt über eine Stützstruktur von Heizelementen 19 elektrisch an den elastischen ableitenden Kontaktgeber 12 angeschlossen ist. Somit wird ein Ableitungsweg innerhalb des Gehäuses (2, 3) aus dem Filtermedium 5 des Filterelements EF bis zum Steckverbinder 7 samt Durchquerung der Stützstruktur (PF, P1, P2, V) erstellt.
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Der ableitende Kontaktgeber 12 kann ein beispielsweise metallisches oder elektrisch leitfähiges Teil sein, welches Bestandteil der Stützstruktur (PF, P1, P2, V) ist und dabei durch ein vorstehendes Teil einen Kontaktbereich bildet, der axial an der Anlegeoberfläche der leitfähigen Vorrichtung DC anschlägt.
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Ein nicht beschränkendes Beispiel einer leitfähigen Vorrichtung DC wird nun in etwas detaillierterer Form unter Bezugnahme auf die 2, 3, 4 und 5 beschrieben.
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Wie in den 3 und 5 gezeigt, kann die leitfähige Vorrichtung DC in einer in Bezug auf die Mittelachse A quer verlaufenden Wand eine mittlere Zentrierungsöffnung O aufweisen, durch die hindurch sich ein axialer Vorsprung 31p des proximalen Flansches 31 erstreckt. Der Innenraum des axialen Vorsprungs 31p mündet aufgrund des mittleren Verschlussabschnitts 31c des Flansches 31 nicht in den Innenraum 9. Somit kann der rohe Kraftstoff, der aus dem Eingang kommend zirkuliert, erwärmt, und umgehend umgeleitet werden, indem er den proximalen Flansch 31 über die Außenseite umgeht. Die Vorrichtung DC stört diese Umleitwirkung nicht.
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Die mittlere Öffnung O kann in gekerbter Art und Weise, beispielsweise durch Verwenden von, hier kreisförmigen, radial aus einer Einfassung 33 nach innen hervorstehenden Zungen 35, der mittleren Öffnung O begrenzt werden. Solche Zungen 35 sind in der Art eines Kegelstumpfes (in Richtung des Erhitzungsgerätes 6, ohne jedoch dieses Gerät 6 zu erreichen, oder über den Vorsprung 31p hinauszuragen) geneigt. Solche Zungen 35 können das radiale Spiel zwischen dem Vorsprung 31p und der leitfähigen Vorrichtung DC, wie in der 3 gut zu sehen, begrenzen, ohne Gefahr zu laufen, sich axial an einen Basisabschnitt des Vorsprungs 31p anzulegen, der breiter als der Durchgang sein kann, der durch die Zungen 35 begrenzt wird.
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Die leitfähige Vorrichtung DC kann aus einem Stück gefertigt sein, beispielsweise, um ein metallisches Klemmstück zu bilden. Ein Metallblech kann ausgeschnitten werden, um die mittlere Öffnung O und Räume zwischen den äußeren Laschen der leitfähigen Vorrichtung DC zu bilden. Danach werden Falzschritte ausgeführt, insbesondere damit sich die äußeren Laschen im Allgemeinen entlang einer Richtung senkrecht zur Ebene der mittleren Öffnung O erstrecken.
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Hier weist die leitfähige Vorrichtung DC mindestens ein Paar an äußeren elastischen Laschen 24, sie diametral entgegengesetzt sind oder sich in entgegengesetzten Winkelbereichen befinden. Allgemeiner kann die leitfähige Vorrichtung DC mindestens zwei oder drei elastische Laschen 24 aufweisen, die radial nach außen verformbar sind und jeweils mit einem Kontaktteil 24c für einen radialen Kontakt mit einer äußeren Seitenfläche 5a des Filtermediums 5 versehen sind. Somit übt jede der elastischen Laschen 24 einen elastischen Rückstellvorgang nach innen aus.
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Die elastischen Laschen 24 begrenzen typischerweise zwischen sich einen eingeschriebenen Kreis im Bereich der Kontaktteile 24c. Der Durchmesser dieses eingeschriebenen Kreises ist kleiner (beispielsweise um einige Millimeter kleiner) als der Außendurchmesser des ringförmigen Filtermediums 5. Deshalb üben die elastischen Laschen 24 einen Druck auf die äußere Seitenfläche 5a, hier im Bereich der Kontaktteile 24c, aus.
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Jede der elastischen Laschen 24 kann mit einem ringförmigen radialen Abschnitt PR verbunden sein, der das Filterelement EF axial bedeckt. Entlang eines Längsschnitts des Teils, das die leitfähige Vorrichtung DC bildet, wie beispielsweise in der 2 zu sehen ist, wird der radiale Abschnitt PR außen durch gefalzte Erweiterungen in Richtung der Öffnung 8 verlängert.
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Der radiale Abschnitt PR kann eine Anlegebasis für den ableitenden Kontaktgeber 12 bilden. Der radiale Abschnitt PR kann ein durchgehendes und symmetrisches ringförmiges Band um die Mittelachse A im montierten Zustand der Vorrichtung DC auf dem Filterelement EF bilden. Somit kann eine beliebige Winkelposition für ein vorstehendes Element des ableitenden Kontaktgebers 12 einen elektrischen Leitungskontakt ermöglichen, wodurch die Befestigung des Deckels 3 (mit mehr Spielraum für die Verbindung des Deckels 3) erleichtert wird.
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Die 3, 4 und 5 zeigen nach dem Falzen solcher Erweiterungen, dass das Teil Folgendes aufweist:
- - einen ersten ringförmigen Abschnitt, der aus dem radialen Abschnitt PR besteht, der hier im Wesentlichen eben ist, um in einem Zustand auf dem proximalen Flansch 31 aufliegen zu können, in dem er vom ableitenden Kontaktgeber 12 axial zu diesem Flansch 31 hin beansprucht wird;
- - eine Vielzahl von zweiten Randabschnitten 26, die im Wesentlichen radial jeweils nach außen vorstehen, indem sie sich aus dem radialen Abschnitt PR bis zu einem in Bezug auf eine ringförmige äußere Einfassung 31d des Flansches 31 vorstehenden Kantenende 27 erstrecken, und
- - die elastischen Laschen 24, die sich jeweils aus einem der Kantenenden 27 erstrecken, und dabei im Wesentlichen in axialer Form in den Umfangsbereich abfallen, der das Filtermedium 5 umgibt.
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Wie in der 5 gezeigt, kann jedes Kantenende 27 eine gebogene Verbindung darstellen, die einen zweiten Randabschnitt 26 mit mindestens einer der elastischen Laschen 24 verbindet. Auch wenn das Teil aus der 5 Randabschnitte 26 in Form von Zinnen beinhaltet, die eine selbe Breite wie die elastischen Laschen 24 aufweisen, ist dennoch zu verstehen, dass die Randabschnitte 26 breiter, und mehreren elastischen Laschen gemein, oder als Variante enger als die elastischen Laschen 24 sein können.
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Es ist verständlich, dass die elastischen Laschen 24, die hier mit Wellen versehen sind, der äußeren Seitenfläche 5a des Filtermediums 5 folgen. Hier ist ein freies Ende der elastischen Lasche 24 im Bereich einer querlaufenden Falzlinie (beispielsweise senkrecht zur Mittelachse A) gefalzt. Dieses freie Ende kann ein Längsprofil in Form eines V (mit der Spitze des V auf dem Falz) aufweisen, wodurch eine Rückführung nach innen von einer anderen Falzlinie näher am Flansch 31 gebildet wird.
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Diese Art von Struktur der elastischen Laschen 24 ermöglicht es, auf der Fläche der Lasche auf Höhe des Filtermediums 5 ein inneres proximales Relief zu bilden, das das Kontaktteil 24c bildet. Da die Randabschnitte 26 in Bezug auf den Flansch 31 nach außen vorstehend sind, werden die an die Randteile 26 angrenzenden Abschnitte der Laschen 24 von dem Filtermedium 5 entfernt/distal gehalten.
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Allgemeiner kann das Kontaktteil 24c axial um mindestens 5 mm von dem Flansch 31 beabstandet sein, damit die Kontakte nicht für die Gefahr einer Ablösung des Filtermediums 5 in Bezug auf den Flansch 31 sorgen können.
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Der radiale Abschnitt PR kann sich in jeder geeigneten Form, vorzugsweise mit einer Funktion zum Zentrieren und/oder Führen in Bezug auf den Flansch 31 des Filterelements EF darstellen, und dabei die leitfähige Vorrichtung DC von den Wänden des Gehäuses (2, 3) fernhalten. Auch wenn die Zeichnung eine mittlere Öffnung O in dem radialen Abschnitt PR zeigt, können auch andere Formen des Anbringens zum Positionieren der leitfähigen Vorrichtung DC von den Gehäusewänden entfernt verwendet werden: beispielsweise kann ein vorstehendes Relief auf dem Flansch 31 als Sitz und/oder Führung dienen, um eine zentrierte oder nicht zentrierte ringförmige Lasche der leitfähigen Vorrichtung DC derart gleiten zu lassen, um diese leitfähige Vorrichtung auf vorbestimmte Weise zu positionieren, und ein radiales Spiel in Bezug auf das Filterelement EF zu verhindern.
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Ein nicht beschränkendes Beispiel für einen ableitenden Kontaktgeber 12 (sogenannter elastischer Kontaktgeber) wird nun in detaillierterer Form unter Bezugnahme auf die 4 und 6 beschrieben.
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Der ableitende Kontaktgeber 12 kann durch Falzen eines Metallblechs oder eines ähnlichen Teiles aus einem leitfähigen Werkstoff erhalten werden. Durch einen geeigneten Ausschnitt werden zwei äußere Äste 14 gebildet, wobei das Falzen nur an diesen Ästen 14 durchgeführt wird.
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Das elastische Rückstellorgan 16 des ableitenden Kontaktgebers 12 führt zu einem ringförmigen Abschnitt des Kontaktgebers 12, der eine Befestigungsschraube V oder ein ähnliches Verankerungsorgan zur Befestigung der Heizmittel an einem Gehäuseteil, wie beispielsweise dem Deckel 3 umgeben kann. Diese Schraube V oder dieses Verankerungsorgan gehört der Stützstruktur (PF, P1, P2, V) an, die hier eine Vielzahl von Heizelementen 9 stützt, die regelmäßig um die Längsachse X des Filters 1 herum verteilt sind (Achse X fällt typischerweise mit der Mittelachse A zusammen).
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Ein solcher ringförmiger Abschnitt erleichtert die Integration des elastischen ableitenden Kontaktgebers 12 in eine Stapelung von Platten PF, P1, P2.
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Der ringförmige Abschnitt des Kontaktgebers 12 stellt einen gelochten mittleren Körper mit einer mittleren Öffnung für den Durchgang der Schraube V dar, und kann auch eine leichte Konkavität aufweisen, die zum Kopf der Schraube V gerichtet ist. Diese Konkavität kann sich aus einem ähnlichen ringförmigen Rand wie jenem eines Tellers ergeben. Mehrere Äste 14 sind in einer allgemeinen Form von Spinnenbeinen mit einem Anstieg eines jeden der Äste 14 (Anstieg in Bezug auf das Niveau des Körpers/ringförmigen Abschnitts) ausgeformt, um einen Kontakt mit der angrenzenden leitfähigen Platte P1 zu ermöglichen, die die Heizelemente 19 stützt. Auf diesen Zeichnungen weisen die Heizelemente ein Format von Pastillen auf, deren Dicke typischerweise kleiner als 4 oder 5 mm ist. Die Äste 14 sind von der Anlage an der Platte 1 kommend Teil des Ableitungsweges.
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In den 4 und 6 ist zu sehen, dass sich die Klemmen 61, 62 axial ausdehnen und die Wand aus nicht leitfähigem Kunststoff des Deckels 3 bis zu vorstehenden äußeren Enden innerhalb des äußeren Hohlraumes einer Fassung des Steckverbinders 7 durchqueren. Diese Klemmen 61, 62 können teilweise die Stapelung durchqueren und weisen hier eine identische Länge auf.
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Jeder dieser Klemmen 61, 62 entspricht eine Verbindung mit einer Platte, jeweils P1 oder P2, die der Stützstruktur der Heizmittel des Erhitzungsgerätes 6 angehört. Die dem Steckverbinder 7 am nächsten gelegene Platte P2 kann eine seitliche Erweiterung mit einem Rückführungsteil aufweisen, um sich auf einer axial weiter entfernt gelegenen Stufe des Steckverbinders 7 als der Platte P2, hier auf derselben Stufe wie die Platte P1, mit einer Klemme 62 zu verbinden. Somit ist die Klemme 62 angesichts ihrer identischen Länge wie die Klemme 61 an die Platte P1 angrenzend, ohne diese Platte P1 jedoch zu berühren (hier nimmt sie einen ausgenommenen Bereich oder einen Hohlraum eines Schalenabschnitts 38 ein, der der Platte P1 angehört).
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In dem dargestellten Beispiel kann der Deckel 3 oder ein ähnlicher axialer Gehäuseteil einen Hohlraum zur Aufnahme der Stapelung in dem Innenvolumen V3 bilden. Die querlaufende Platte P2 kann direkt an dem Kunststoff des Deckels 3, beispielsweise an den Ansätzen axialer Stifte anliegen.
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Die Heizelemente 19 erstrecken sich zwischen einer anderen querlaufenden Platte P1, die näher an dem Filterelement EF liegt, als die querlaufende Platte P2, wobei diese beiden Platten typischerweise parallel sind. Die Klemme 61 ist beispielsweise elektrisch an die querlaufende Platte P1 angeschlossen, die wie folgt ist:
- - angrenzend an die Heizelemente 19; und
- - in Kontakt mit dem ableitenden Kontaktgeber 12, vorzugsweise in Kontakt mit den Kompressionsabschnitten 14a des ableitenden Kontaktgebers 12, die diese querlaufende Platte P1 axial in Richtung des ersten Gehäuseendes 3a schieben.
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Die andere der Klemmen 62 ist elektrisch an die zweite Platte P2 angeschlossen. Die Platte P1 weist optional gegenüber einer kleineren Oberfläche der Platte P2 eine größere Oberfläche auf, da diese Platte P2 gelochter (mit zahlreichen Öffnungen O1, die in der 3 zu sehen sind) ist, als die erste Platte 1, um den Eintritt des rohen Kraftstoffes in einen Raum zwischen den Heizplatten zu erleichtern. Denn die Gesamtheit der Heizplatten 19 kann sich in einem solchen Raum zwischen den beiden Platten P1, P2 befinden.
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Die Platte P1 ist weniger gelocht, insbesondere um zu kurze Leckleitungen in die Umfangsregion um das Filtermedium 5 zu vermeiden, wodurch eine einheitlichere Heizung des Kraftstoffs (Diesel) möglich ist, der das Erhitzungsgerät 6 durchquert.
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Der ableitende Kontaktgeber 12, der typischerweise aus einem Stück gefertigt ist, weist Folgendes auf:
- - die Abschnitte oder Äste 14, die sich auf derselben Seite in Bezug auf eine Verschlussplatte PF des Erhitzungsgerätes 6 befinden, die Kompressionsabschnitte 14a an der querlaufenden Platte P1 bilden können; und
- - mindestens eine gebogene Lasche zum Bilden des elastischen Rückstellorgans 16, das sich mindestens teilweise auf der anderen Seite der Verschlussplatte PF befindet.
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Die Schraube V legt sich direkt an der Verschlussplatte PF an, die eine querlaufende Abschlusswand der Stapelung, gegenüber der querlaufenden Platte P2 darstellt, die frontal den Kraftstofffluss aufnimmt, der über den Eingang 4 zugeführt wird.
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Der elastische ableitende Kontaktgeber 12 wird hier in Form eines Metallteils, vorzugsweise in Sternform vom Gehäuseende 3a aus gesehen dargestellt, wo der Eingang 4 gebildet wird. Alternativ dazu kann der elastische ableitende Kontaktgeber 12 eventuell aus einer Zusammensetzung von Metallteilen bestehen, die das elastische Rückstellorgan 16 beinhalten.
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In einer optionalen Ausführungsform, die bevorzugt wird, weist der ableitende Kontaktgeber 12 Äste 14, vorzugsweise mindestens drei oder vier Äste 14, auf, die jeweils an der querlaufenden Platte P1 anliegen. In dem dargestellten Beispiel sind fünf oder sechs Äste 14 vorgesehen, die an demselben ringförmigen Abschnitt angebracht sind (einer der Äste kann dabei das Element zur Aufnahme der Elektronen der leitfähigen Vorrichtung DC bilden, während die anderen Äste die Elektronen über die Platte P1 zu einer der Klemmen übertragen). Ein oder mehrere Schalenabschnitte 38 können in der Stützstruktur vorgesehen sein, um die jeweiligen inneren Enden der Klemmen 61, 62 aufzunehmen und sie gegenüber einem Kontakt mit den Ästen 14 zu schützen.
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Die Wellen in jedem Ast 14 ermöglichen den Erhalt einer elastischen Rückstellwirkung, um die Platte P1 zur Platte P2 zu schieben, was zum geklemmten Halt der Heizelemente 19 zwischen diesen Platten P1, P2, inklusive in den radial distalen/entfernten Bereichen des mittleren Einführungsdurchgangs der Schraube V oder eines entsprechenden Verankerungsorgans (der Durchgang wird durch jeweilige mittlere Öffnungen der Platten der Stapelung begrenzt, wobei ein ringförmiger Abschnitt des ableitenden Kontaktgebers 12 typischerweise um diesen Durchgang herum zentriert ist) beiträgt. Die Platte P2 kann direkt oder indirekt axial an dem Deckel 3 oder einer ähnlichen Komponente des Gehäuses, inklusive dem Eingang 4 anliegen.
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In den 4 und 6 kann man sehen, dass das elastische Rückstellorgan 16, das sich an der leitfähigen Vorrichtung anlegen/darauf beigebracht werden kann, typischerweise ein Federblatt DC bildet. In der dargestellten Option erstreckt sich das elastische Rückstellorgan 16 durch einen Schlitz F6 oder eine Öffnung hindurch, der/die in der Stützstruktur (PF, P1, P2, V), hier in der Verschlussplatte PF vorgesehen ist, die ein Ende des Erhitzungsgerätes 6 gegenüber dem Eingang 4 bildet. Alternativ dazu kann das elastische Rückstellorgan 16 in Form einer Spiralfeder sein, die auf dem Ableitungsabschnitt PR der leitfähigen Vorrichtung DC beigebracht ist.
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Die Zirkulation des Kraftstoffs in dem Filter 1 stellt sich wie folgt dar: Im eingebauten Zustand in einem Fahrzeug (Einbau, der horizontal, oder eventuell mit einer vertikalen Komponente erfolgen kann) steht der Filter 1 in Verbindung mit einem Versorgungskreis eines Innenverbrennungsmotors und kann einen Einlassfilter darstellen (wobei der Stopfen 80, der den Ausgang verschließt, ebenso wie der Eingang 4 selbstverständlich durch eine geeignete Verbindung ersetzt wird). Der Kraftstoff wird in den Filter 1 angesaugt, und dringt durch den Eingang 4 hindurch, hier in axialer Form durch das Gehäuseende 3a in die Einschließung ein. Er wird umgehend durch die Heizmittel des Erhitzungsgerätes 6 erwärmt und gelangt danach in die Umfangsregion des Filtermediums 5, indem er den Flansch 31 außen umgeht, um die die Umfangsregion des Filtermediums 5 zu erreichen, um zentripetal gefiltert zu werden. Nach Erreichen des Innenhohlraumes 9 durch Durchqueren der rohrförmigen Stütze T strömt der Kraftstoff bis zur Öffnung O2, um den Ausgang 8 zu erreichen.
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In dem in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Zirkulation der elektrostatischen Aufladungen in dem Filter 1 wie folgt: Der Durchgang des Kraftstoffes durch das Medium 5 bewirkt den Verlust von Elektronen, die Elektronen wandern zu den Kontaktabschnitten 24c der leitfähigen Vorrichtung DC, verlaufen durch das Federblatt 16 des elastischen ableitenden Kontaktgebers 12 bis zur Stützstruktur (PF, P1, P2, V) des Erhitzungsgerätes, auf der eine der Klemmen 61 zur Stromversorgung direkt befestigt sein kann, wobei diese Klemme 61 ein nach außen innerhalb des Steckverbinders 7 vorstehendes Ende aufweist. Anders ausgedrückt wandern die Elektronen hoch bis zum Steckverbinder 7, wo sie typischerweise durch einen Massedraht oder durch eine geeignete Verbindung abgeführt werden.
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Die leitfähige Vorrichtung DC ermöglicht eine kontinuierliche Ableitung zwischen dem Filtermedium 5 und dem elektrischen Erhitzungsgerät 6, ohne signifikante Überlastung beizusteuern, und welche mit einem kostengünstigen Filtergehäuse (2, 3) vereinbar ist.
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Es kann ausreichen, die leitfähige Vorrichtung DC an dem Filterelement EF (entsprechend einem elastischen Clip) anzuklippen, wodurch es möglich ist, Klebstoff, Haftmaterial oder ein Befestigungsorgan/getrennten Befestigungseinsatz einzusparen, der die Zusammensetzung des Filtereinsatzes 15 komplexer gestaltet.
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Das oder die Ausführungsbeispiele wurden zur Veranschaulichung angeführt und sind keineswegs einschränkend für das Ausmaß der Erfindung zu verstehen. In den beschriebenen Ausführungsbeispielen in Bezug auf die darstellenden Figuren, ist das elektrische Gerät ein Erhitzungsgerät 6. Die Erfindung kann auch durch Verwenden anderer elektrischer Geräte umgesetzt werden, die für einen Kraftstofffilter 1 bestimmt sind, beispielsweise eines Sensors, der über dieselbe Art von Steckverbinder 7 verfügt und einen ähnlichen Verankerungsmodus möglichst nahe am Kraftstoffeingang 4 aufweist, der beispielsweise eine Verschlussplatte und eine Schraube V verwendet.
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Als eine Variante kann der Steckverbinder 7 auch durch die Schale 2, beispielsweise auf Seiten des Bodens B, wo sich der Eingang befindet, anstelle des Deckels 3 gestützt werden.
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Die Verwendung eines Federblattes zum Bilden des elastischen Rückstellorgans 16 zwischen dem elektrischen Gerät, hier ein Erhitzer, und der leitfähigen Vorrichtung DC, die auf dem Filterelement EF beigebracht ist, wird hier zu Anschauungszwecken angeführt. Ein solcher Ableitungskontakt kann auch durch einen einfachen Kontakt durch eine Drahtverbindung oder einen zyklischen Kontakt auf Seiten des ableitenden Kontaktgebers erstellt werden.
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Die Wahl zwischen ableitenden Werkstoffen und leitfähigen Werkstoffen kann verändert werden, um den Ableitungsweg aufzubauen; denn diese Werkstoffe ermöglichen die Ableitung der elektrostatischen Aufladungen.
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Vorteilhafterweise ermöglicht es die Verwendung elastisch verformbarer Abschnitte zur Erstellung des ableitenden Kontaktgebers 12, dauerhaft für einen Kontakt zwischen dem Filterelement 20 und dem Steckverbinder 7 des Erhitzungsgerätes 6 zu sorgen. Der elastische ableitende Kontaktgeber 12 verformt sich, wenn er sich im Bereich der Anlegeoberfläche der leitfähigen Vorrichtung DC am Filtereinsatz 15 anlegt, und verbleibt kontinuierlich auf Anlage an der leitfähigen Vorrichtung DC. Die Verformung des elastischen ableitenden Kontaktgebers 12 reicht für das Auffangen eines axialen und/oder radialen Spiels aus, ohne sie jedoch einem Druck auszusetzen, welcher die Montierbarkeit oder den Betrieb des Filters 1 beeinträchtigen könnte.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6168713 [0003]
- DE 102014010497 A1 [0004]
- EP 2857669 [0005]
- US 2017276106 A1 [0005]
- EP 0162939 [0015]
