KR20180056390A - 연료 필터 카트리지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내연기관용 연료를 여과 및 가열하기 위한 연료 필터 카트리지(1)에 관한 것으로, 이는
- 하우징 재킷(4), 하우징 바닥(5) 및 하우징 개구(6)를 가진 컵 형태 하우징(2),
- 연료를 여과하기 위한 필터 요소(8),
- 연료를 가열하기 위한 가열 디바이스(11),
- 하우징 개구(6)를 폐쇄하기 위한 커버(12),
- 연료를 위한 유입 노즐(13) 및 배출 노즐(14),
- 압력 플레이트(15),
- 하우징 개구(6)를 둘러싸며 하우징 재킷(4) 상에 구현되는 전면 하우징 에지(20)를 가지고 크림핑된 크림프 링(17),
- 가열 디바이스(11)의 전력 공급을 위한 전기 접속부(22)를 포함한다.
전기 접속부(22)가 커버(12) 상에 구현되고 어댑터 플러그(25) 내로 플러그 될 수 있는 베이스 플러그(24)를 구비할 때 크림핑이 단순화되고, 베이스 플러그(24)는 커버(12) 상에서 축 방향으로 밖을 향해 돌출하며 압력 플레이트(15) 내에 구현된 통로 개구(28)를 통해 축 방향으로 가이드된다.
Description
본 발명은 한 편으로는 바람직하게는 자동차 내의 내연기관을 위해 연료를 여과 및 가열하기 위한 연료 필터 카트리지에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 연료 필터 카트리지를 생산하기 위한 방법에 관한 것이다.
연료 필터 캡슐로도 식별될 수 있는 연료 필터 카트리지는, 전형적으로 원주 방향으로 연장하는 하우징 재킷, 하우징 바닥 및 하우징 바닥에 대해 축방향으로 대향하게 위치된 하우징 개구를 가진 컵 형태의 하우징을 포함한다. 연료를 여과하기 위해서 오염 공간과 정화 공간이 분리되는 필터 요소는 이러한 하우징 내에 삽입된다. 하우징 개구는 커버의 도움으로 폐쇄된다. 오염 공간에 유체상 접속된 연료용 주입 노즐 및 정화 공간에 유체상 접속된 연료용 배출 노즐이 일반적인 방식으로 추가로 제공된다. 이론상으로, 하우징 상에 충분히 밀착하고 단단하게 커버를 고정하기 위해서 커버가 금속으로 제조됨으로써 자신의 커버 에지를 따라서 바람직한 방식으로 재킷 상의 전면 하우징 에지와 크림프될 수 있다.
이러한 카트리지에는 연료를 가열하기 위해 하우징 내에 배치된 전기 가열 디바이스가 추가로 장착될 수 있다. 가열 디바이스의 전력공급장치로서의 역할을 하며 이를 위해서 전도식으로 가열 디바이스에 접속된 전기 접속부가 바람직하게는 이러한 목적을 위해 플라스틱으로 제조된 전술된 커버 상에 바람직한 방식으로 구현된다. 그러나 만약 커버가 예로서 전기 절연을 위해서 및/또는 비용의 이유로 플라스틱으로 제조되면, 크림프 링(crimp ring)과 접속하는 압력 플레이트가 전술된 크림프 접속을 확립하기 위해 사용될 수 있다. 이를 위해서, 크림프 링은 하우징 에지와 크림핑되고(crimped) 압력 플레이트 상에서 축방향으로 지지되며, 그 결과 압력 플레이트는 커버 상에서 축방향으로 지지된다. 이러한 압력 플레이트는 크림프 링으로부터 및/또는 고리모양 원주를 가진 플레이트 에지로부터 반지름 거리에서 커버 상에 평평하게 인접한다. 특히 압력 플레이트는 크림프 링에 의해 둘러싸이는 크림프 개구 내의 커버 상에 평평하게 인접한다.
"크림핑"은 접합 방법으로, 이 경우에 두 개의 구성요소가 예를 들어 프랜징(franging), 스퀴징(squeezing), 컬링(culring) 또는 폴딩(folding)에 의해서 바람직하게는 인접 에지 영역에서 플라스틱 변형에 의해 서로에 접속된다. 이러한 크림프 접속은 서로에 크림프될 에지 영역들의 영역 내에서 소정의 간격을 요구하는 상응하는 크림핑 도구에 의해서 확립된다. 그러나 이러한 카트리지의 경우에서, 특히 전기 접속부가 크림핑의 영역 내에 방사상으로 연장할 때, 이러한 간격이 전기 접속부의 영역 내에서 항상 이용 가능하지 않다. 차량 제조자의 일부에 대해 서로 다른 구성들로 인해서, 연료 필터 카트리지의 제조자는 그에 따라 서로 다른 전기 접속부를 제공한다. 전기 접속부의 구성에 따라서, 전술된 간격 문제가 크림프 접속에 대해 발생하면 하우징에 대해 및/또는 각각의 연료 필터 카트리지의 커버에 대해 상응하는 적응이 이루어져야만 한다. 또한, 이것은 필터 요소의 상응하는 적응을 발생시킬 수 있다. 연료 필터 카트리지의 제조자는 따라서 서로 다른 하우징, 서로 다른 커버를 제공해야만 하고, 필요하다면 전기 접속부의 서로 다른 구성에 대해 서로 다른 필터 요소들을 제공해야만 하며, 이는 생산 노력 및 상응하는 운송 노력을 증가시키며 그에 따라 생산 비용을 증가시킨다.
본 발명은 가깝게는 연료 필터 카트리지뿐 아니라 상응하는 생산 방법에 대한 개선된 실시예를 명시하는 문제를 다루며, 이 방법은 특히 감소된 생산 비용으로 특징지어지고 특히 단순화된 옵션의 생성을 제공한다.
본 발명에 따르면, 이러한 문제는 독립 청구항의 주제사항에 의해서 해결된다. 바람직한 실시예들은 종속 청구항들의 주제사항이다.
본 발명은 베이스 플러그 및 베이스 플러그에 대해 분리된 어댑터 플러그로의 전기 접속을 브레이크다운 하는 일반적인 아이디어에 기초하며, 이때 오직 베이스 플러그만이 커버 상에 구현되는 반면, 전기 접속부의 서로 다른 구성을 고려하기 위한 옵션들이 어댑터 플러그를 통해 형성된다. 이는 연료 필터 카트리지의 모든 다른 구성요소들은 동일하게 구조화되도록 구현될 수 있는 동시에 전기 접속부의 모든 공통적인 구성에 대해 어댑터 플러그만이 상이하게 제공되어야 함을 의미한다. 이것에 의해 생산 비용이 뚜렷하게 감소한다. 전술된 크림프 접속을 구현하기 위해 요구되는 간격이 항상 보장되는 방식으로 베이스 플러그가 커버 상에서 특히 용이하게 위치될 수 있다는 사실이 이것에 의한 구체적인 장점이다. 크림프 접속이 어댑터 플러그를 부착하기에 앞서 구현될 수 있다는 사실로 인해서, 이러한 크림프 접속은 어떠한 문제도 없이 확립될 수 있다. 그 후에 어댑터 플러그가 개별 카트리지 옵션의 기능으로서 전기 접속부에 대한 각각의 바람직한 구성을 생성하도록 부착될 수 있다.
자세하게, 본 발명은 커버에 대해 분리되며 하우징 바닥을 마주하지 않는 커버의 외부면 상에서 커버 상에 축방향으로 인접하는 압력 플레이트를 제안한다. 추가로 커버에 대해 분리되고, 하우징 바닥을 마주하지 않는 압력 플레이트의 외부면 상에서 압력 플레이트의 플레이트 에지 상에 축방향으로 지지되며, 하우징 개구를 둘러싸고 재킷 상에 구현되는 전면 하우징 에지와 크림핑되는 크림프 링(crimp ring)이 제공된다. 다시 말하면, 본 발명에 따른 연료 필터 카트리지의 경우에서 하우징과 크림프되는 것은 커버 자신이 아니라, 하우징에 대한 커버의 원하는 축방향 포지셔닝을 실행하기 위해 압력 플레이트를 통해 커버 상에서 지지되는 크림프 링이다. 전술된 바와 같이, 전기 접속부는 커버 상에 구현되고 가열 디바이스에 전기적으로 접속되며, 전력공급장치에 전기적으로 접속될 수 있는 어댑터 플러그 내에 플러그 될 수 있는 베이스 플러그를 구비한다. 이러한 베이스 플러그는 따라서 커버 상에 구현되고 커버의 외부면으로부터 축방향의 바깥쪽으로 돌출한다. 압력 플레이트는 통로 개구를 구비하고, 이러한 통로 개구는 플레이트 에지로부터 방사상 이격되며 베이스 플러그에 대해 원주 방향으로 폐쇄된다. 압력 플레이트 및 커버는 압력 플레이트가 커버의 외부면에 축방향으로 부착될 수 있으며 그에 따라 베이스 플러그가 상응하는 통로 개구를 통해서 축방향으로 가이드되는 방식으로 서로 매칭된다. 이것은 축방향에 수직으로 측정되는 베이스 플러그의 단면이 각각의 통로 개구의 단면보다 더 작음을 의미한다. 크림핑 방법을 위해 요구되는 간격은 각각의 통로 개구를 플레이트 에지로부터 방사상 이격시킴으로써 그리고 커버 상으로의 압력 플레이트의 축방향 부착을 제공하는 베이스 플러그의 축방향 배향에 의해서 보장된다.
주입 노즐은 또한 커버 상에 배치될 수 있다. 유사하게 주입 노즐을 하우징, 바람직하게는 하우징 바닥에 부착하는 것이 고안 가능하다. 배출 노즐 또한 커버 상에 배치될 수 있다. 유사하게 배출 노즐을 하우징, 바람직하게는 하우징 바닥에 부착하는 것이 가능하다. 입력 노즐 및/또는 배출 노즐이 커버 상에 배치된다면, 각각의 노즐은 커버의 외부면으로부터 축방향의 바깥쪽으로 돌출한다. 압력 플레이트는 주입 노즐 및/또는 배출 노즐에 대해 적어도 하나의 통로 개구를 구비하며, 통로 개구는 플레이트 에지로부터 방사상 이격되고 원주 방향으로 폐쇄된다. 압력 플레이트 및 커버는 압력 플레이트가 커버의 외부면에 축방향으로 부착될 수 있으며 그에 따라 주입 노즐 및/또는 배출 노즐이 상응하는 통로 개구를 통해서 축방향으로 가이드되는 방식으로 서로 매칭된다. 이것은 축방향에 수직으로 측정되는 주입 노즐 및/또는 배출 노즐의 단면이 각각의 통로 개구의 단면보다 더 작음을 의미한다.
바람직한 실시예에 따르면, 전기 접속부는 어댑터 플러그를 더 포함하고, 어댑터 플러그가 베이스 플러그 내에 축방향으로 플러그되어 베이스 플러그의 전기 접촉부가 어댑터 플러그의 전기 접촉부에 전기적으로 접속된다. 어댑터 플러그 자신은 예를 들어 어댑터 플러그가 베이스 플러그에 할당된 통로 개구를 통해서 가이드될 수 없도록 큰 단면을 가질 수 있다. 또한, 어댑터 플러그는 어댑터 플러그가 베이스 플러그에 부착된 후에는 크림핑 방법을 위해 요구되는 간격이 더는 존재하지 않는 방식으로 공간적으로 치수가 정해질 수 있다. 그러나 어댑터 플러그가 바람직하게는 크림프 접속이 확립된 후에만 베이스 플러그에 플러그인 되기 때문에, 이것이 본 명세서에 소개된 연료 필터 카트리지의 생산에 대한 문제를 일으키지는 않는다. 그 결과, 어댑터 플러그는 이제 특히 차량 측의 전력공급장치에 전기적으로 접속되며 개별 차량 제조자에 의해 제공되는 상응하는 상보적인 커넥터 플러그를 전기적으로 및 기계적으로 접속하기 위한 전자기계적 인터페이스를 가진다. 따라서 그 외에는 동일한 연료 필터 카트리지가 상응하게 적응된 어댑터 플러그를 통해서 차량 측의 서로 다른 커넥터 플러그에 적응될 수 있다.
바람직하게는, 어댑터 플러그는 축방향 플러그 접속부에 의해서 베이스 플러그에 기계적으로 및 전기적으로 접속될 수 있다. 이러한 축방향 플러그 접속부는 특히 단순한 방식으로 조립될 수 있으며, 그에 따라 생산이 신뢰 가능하게 수행될 수 있으며 시간을 절약할 수 있다.
바람직하게는, 플러그 접속부는 축방향의 플러그 방향 반대쪽으로 빠지지 않게 어댑터 플러그와 베이스 플러그 사이의 기계적 접속을 고정하는 캐치 메커니즘을 구비한다. 이러한 캐치 메커니즘은 전형적으로 양의 접속으로 작동한다.
다른 바람직한 실시예는 베이스 플러그 내에 플러그된 어댑터 플러그가 크림프 링까지 방사상으로 연장한다. 이러한 경우, 어댑터 플러그는 조립된 어댑터 플러그의 경우에 크림핑을 저해할 수 있는 구성을 가진다. 전술된 어댑터 플러그의 전자기계적 인터페이스가 또한 플러그 접속부로서 구성될 수 있다. 그에 따라 이러한 플러그 접속부의 플러그 방향은 어댑터 플러그와 베이스 플러그 사이의 플러그 접속부의 플러그 방향에 평행하게 배향될 수 있다. 어댑터 플러그를 앵글 플러그(angle plug)로서 설계하는 것 또한 가능하며, 이러한 경우에 전자기계적 인터페이스의 플러그 접속부의 플러그 방향은 어댑터 플러그와 베이스 플러그 사이의 플러그 접속부의 플러그 방향에 대해 경사를 가지고 이어진다. 예를 들어, 두 개의 플러그 방향이 서로 수직으로 연장할 수 있다.
다른 실시예의 경우에, 각각의 통로 개구가 크림프 링으로부터 방사상 이격될 수 있다. 크림핑 프로세스 동안의 주입 노즐, 배출 노즐 및 베이스 플러그와 크림프 링 사이의 상호작용이 이러한 방식으로도 방지될 수 있다.
크림프 링은 예를 들어 납땜 접속 또는 용접 접속 또는 접착제 접속에 의해서 압력 플레이트에 고정될 수 있다. 크림프 링과 압력 플레이트 사이의 단단한 접속이 가깝지 않도록 크림프 링이 압력 플레이트 상에 축방향으로 느슨하게 인접하는 것 또한 고안될 수 있다.
만약 주입 노즐 및/또는 배출 노즐 그리고 베이스 플러그가 커버 상에 배치되면, 이론상으로 주입 노즐 및/또는 배출 노즐 그리고 베이스 플러그에 대한 단일의 공통 통로 개구가 압력 플레이트 상에 제공될 수 있다. 그러나 베이스 플러그를 위해서 바람직하게는 오직 베이스 플러그만이 가이드되는 별개의 통로 개구가 제공된다. 주입 노즐 및 배출 노즐을 위해서 이론상으로 공통의 통로 개구가 제공될 수 있다. 그러나 각각의 경우에 주입 노즐, 배출 노즐 및 베이스 플러그를 위해서 개별 통로 개구가 제공되는 실시예가 특히 바람직하다. 압력 플레이트 상의 커버의 넓은 표면의 축방향 지지가 이것에 의해 구현될 수 있다.
커버는 바람직하게는 플라스틱으로 제조될 수 있고, 특히 베이스 플러그의 플러그 하우징은 커버 상에 일체형으로 몰딩된다. 주입 노즐 및/또는 배출 노즐 또한 선택적으로 커버 상에 일체형으로 몰딩될 수 있다. 그에 따라 커버는 높은 수준의 일체화를 획득하며 이는 연료 필터 카트리지의 생산 비용을 감소시킨다. 베이스 플러그의 금속 전기 콘택트는 플러그 하우징 내에 소급적으로 설치될 수 있거나 또는 각각 플러그 하우징 또는 커버의 플라스틱에 의해 사출 성형될 수 있다.
방사상 외부 커버 에지 상에서, 커버가 원주형 실(seal)에 의해 재킷에 대해 밀봉될 수 있다. 커버와 재킷 사이의 이러한 실로 인해서 크림프 링과 하우징 사이의 크림프 접속이 반드시 방수식으로 구현되어야 할 필요가 없다. 그 결과 크림프 접속은 오직 하우징 내의 커버의 기계적 고정만을 실행한다. 이러한 실은 커버 에지 상에 일체형으로 몰딩될 수 있다. 상이한 플라스틱으로 제조된 이러한 실은 유사하게 커버 에지 상에서 사출성형 또는 포밍(foamed)될 수 있다. 대안으로, 예로서 O-링의 형태인 분리된 실이 사용될 수 있다. 바람직한 실시예의 경우에, 따라서 커버 에지는 방사상 외부 상에 원주형 홈을 가질 수 있으며, 이것은 재킷 상에서 방사상 지지되는 방사상 작용 실에 삽입된다.
가열 디바이스가 커버 상에 구현되며 하우징 바닥을 마주하는 커버의 내부면 상에 배치되는 실시예가 특히 바람직하다. 이러한 설계는 가열 디바이스가 커버 상에 사전 조립될 수 있으며 조립에 응답하여 커버가 가열 디바이스와 하우징 내에 삽입될 수 있다는 장점을 가진다. 가열 디바이스는 추가로 필터 요소에 도달하기 전에 필요에 따라 연료를 가열하기 위해서 이러한 방식으로 주입 노즐에 근접하게 배치될 수 있다.
추가의 발전에서, 가열 디바이스는 오염면 상에 배치된 연소 챔버를 축방향으로 정의하고, 따라서 각각 오염면 상에서 또는 오염 공간 내에서 축방향으로 디스크와 커버 사이에 구현되는 디스크를 구비한다. 주입 노즐은 이러한 연소 챔버에 유체상 접속된다. 주입 노즐이 바람직하게 커버 상에 구현된다면, 주입 노즐은 이러한 연소 챔버 내로 직접 이어질 수 있다. 이 디스크는 오염면 유입 영역에 연소 챔버를 유체상 접속시키는 적어도 하나의 축방향 접속 개구를 구비하고, 이것은 결과적으로 오염면 유입 영역으로 이어지고, 그 결과 필터 요소의 오염면 공급면으로 이어진다. 이러한 구성은 유입 연료가 가열 디바이스가 연료의 가열을 실행하는 비교적 작은 연소 챔버를 통해서 처음으로 흐르게 한다. 예를 들어, 이 디스크는 금속으로 이루어질 수 있다. 그에 따라 디스크는 특히 일 측면에서 열을 전도하도록 가열 디바이스의 적어도 하나의 가열 요소에 접속되며 다른 측면에서 연료와 직접 접촉하는 열 전도 플레이트로서 작용한다. 이러한 가열 요소는 예를 들어 PTC 요소에 의해 형성될 수 있으며, 여기에서 PTC는 "정온도계수(Positive Temperature Coefficient)"를 나타낸다.
커버의 내부면 상에 구현되고 축방향의 안쪽으로 돌출하는 중앙 접속 노즐을 원주 방향으로 둘러싸는 고리형 디스크로서 디스크가 구현되는 추가의 발전이 특히 바람직하다. 배출 노즐은 각각 정화면 상에 또는 정화 공간 내에 배치되며 원주 방향으로 접속 노즐에 의해 감싸지는 정화면 유출 영역으로 이어진다. 이것은 커버 내의 가열 디바이스에 대해 특히 단순한 설계를 발생시킨다. 하우징 내에서, 연료는 각각 정화 공간 내의 또는 정화면 상의 여과 요소의 유출면으로부터 유출 영역으로 흐른다.
전술된 유형의 연료 필터 카트리지를 생산하기 위한 본 발명에 따른 방법은 아래의 단계들을 포함한다:
제1단계: 필터 요소를 하우징 내에 삽입.
제2단계: 커버 및 가열 디바이스를 하우징 내에 삽입.
제3단계: 베이스 플러그, 그리고 적용 가능한 경우 커버 상에 구현되는 것으로 가정되는 주입 노즐 및 적용 가능한 경우 커버 상에 구현되는 것으로 가정되는 배출 노즐이 각각의 통로 개구를 축방향으로 통과하는 방식으로 압력 플레이트를 부착.
제4단계: 크림프 링을 하우징 에지와 크림핑.
제5단계에서, 어댑터 플러그는 그 후에 바람직한 방식으로 베이스 플러그 내에 플러그될 수 있다.
크림프 링의 부착은 크림프 링이 압력 플레이트에 단단히 접속되었을 때 제3단계에서 발생할 수 있거나, 또는 크림프 링이 압력 플레이트에 대해 느슨할 때 제4단계에서 발생할 수 있다.
본 발명의 추가의 중요한 특성 및 장점은 종속항, 도면 및 도면에 대한 상응하는 설명을 따른다.
전술된 특성 및 아래에 설명될 특성은 각각의 명시된 조합으로 사용될 수 있을 뿐 아니라, 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 다른 조합으로 또는 단독으로도 사용될 수 있음이 자명하다.
본 발명의 바람직한 예시적인 실시예가 도면에 도시되고 아래의 설명에서 더욱 자세하게 설명될 것이며, 도면에서 동일한 참조번호는 동일하거나 유사하거나 기술적으로 동일한 구성요소를 지칭한다.
각각의 도면은 개략적으로 다음을 도시한다:
도 1은 커버 영역 내의 연료 필터 카트리지의 등축 단면도,
도 2는 각각 위로부터 또는 외부로부터 바라본 커버의 등축 도면,
도 3은 아래로부터 또는 내부로부터 바라본 커버의 등축 도면,
도 4는 어댑터 플러그의 등축 도면,
도 5는 어댑터 플러그가 없는 연료 필터 카트리지의 등축 도면,
도 6은 어댑터 플러그를 구비한 연료 필터 카트리지의 등축 도면.
각각의 도면은 개략적으로 다음을 도시한다:
도 1은 커버 영역 내의 연료 필터 카트리지의 등축 단면도,
도 2는 각각 위로부터 또는 외부로부터 바라본 커버의 등축 도면,
도 3은 아래로부터 또는 내부로부터 바라본 커버의 등축 도면,
도 4는 어댑터 플러그의 등축 도면,
도 5는 어댑터 플러그가 없는 연료 필터 카트리지의 등축 도면,
도 6은 어댑터 플러그를 구비한 연료 필터 카트리지의 등축 도면.
도 1 내지 6에 따르면, 아래에서 카트리지(1)로도 짧게 지칭될 수 있으며 내연기관에 공급하기 위한 연료를 여과 및 가열하는 역할을 하는 연료 필터 카트리지(1)는 도 5 및 6에 따르면 컵 형태로 구현되어 양방향 화살표에 의해 제안된 바와 같은 원주 방향(3)으로 순환하는 하우징 재킷(4), 하우징 바닥(5) 및 하우징 바닥(5)과 축방향으로 대향하게 위치하는 하우징 개구(6)를 구비하는 하우징(2)을 포함한다.
그에 따라 축방향은 각각 하우징(2) 또는 카트리지(1)의 길이방향 중심축(7)에 의해서 정의되며, 길이방향 중심축(7)에 평행하게 연장한다. 방사방향은 축방향에 수직으로 이어지며, 원주 방향(3)은 길이방향 중심축(7) 둘레에서 이어진다.
카트리지(1)는 하우징(2) 내에 삽입되며 하우징(2) 내의 정화 공간(10)을 오염 공간(9)으로부터 분리시키는, 연료를 여과하기 위한 필터 요소(8)를 더 포함한다. 카트리지(1)는 연료를 가열하도록 하우징(2) 내에 배치된 전기 가열 디바이스(11)를 더 포함한다. 커버(12)는 하우징(2) 내에 삽입됨으로써 하우징 개구(6)를 폐쇄한다. 오염 공간(9)에 유체상 접속되는 주입 노즐(13) 및 정화 공간(10)에 유체상 접속되는 배출 노즐(14)이 추가로 제공된다. 도시된 예에서, 주입 노즐(13) 및 배출 노즐(14)은 커버(12) 상에 구현된다. 주입 노즐(13) 및/또는 배출 노즐(14)을 하우징(2) 상에, 바람직하게는 하우징 바닥(5) 상에 구현하는 것 또한 고안될 수 있다. 연료는 주입 노즐(13)을 통해서 카트리지(1)에 공급된다. 연료는 배출 노즐(14)을 통해서 카트리지(1)로부터 방출된다.
그러므로 카트리지(1)에는 하우징 바닥(5)을 마주하지 않는 커버(12)의 외부면(16) 상에서 커버(12) 상에 축방향으로 인접하는 압력 플레이트(15)가 추가로 장착된다. 마지막으로 하우징 바닥(5)을 마주하지 않는 압력 플레이트(15)의 외부면(18) 상에서 압력 플레이트(15)의 플레이트 에지(19) 상에 축방향으로 지지되는 크림프 링(17)이 제공된다. 크림프 링(17)은 하우징 개구(6)를 둘러싸고 재킷(4)의 전면 상에 구현되는 하우징 에지(20)와 추가로 크림핑된다. 이 예에서 겹침이음(flared joint)로서 구현되는 고강도 크림프 접속(21)이 크림프 링(17)과 하우징 에지(20) 사이의 크림핑에 의해서 생성된다.
이러한 압력 플레이트(15)는 가능한 한 넓은 커버(12)에 대한 지지를 생성한다. 이를 위해서, 압력 플레이트(15)는 크림프 링(17) 및/또는 고리형 원주식 플레이트 에지(19)로부터 반지름 거리에서 커버(12) 상에 평평하게 인접한다. 압력 플레이트(15)는 특히 크림프 링(17)에 의해 둘러싸인 크림프 링 개구 내에서 커버(12) 상에 평평하게 인접한다.
가열 디바이스(11)의 동작을 위해서, 외부 전력공급장치에 전기적으로 접속되어야만 한다. 이를 위해서, 카트리지(1)에는 전기 접속부(22)가 장착된다. 이러한 전기 접속부(22)는 하나의 면 상에서 전도식으로 가열 디바이스(11)에 접속되고 다른 면 상에서 전자기계적 인터페이스(23)를 구비하며, 이를 통해서 전기 접속부(22)는 외부 전력공급장치에 전기적으로 접속될 수 있다.
본 명세서에 소개된 카트리지(1)의 경우에, 전기 접속부(22)는 커버(12) 상에 구현된 베이스 플러그(24) 및 베이스 플러그(24)에 대해 분리된 어댑터 플러그(25)를 포함한다. 베이스 플러그(24)가 전도식으로 가열 디바이스(11)에 접속되는 반면, 어댑터 플러그(25)는 전력공급장치로의 접속을 위한 전술된 인터페이스(23)를 구비한다. 어댑터 플러그(25)는 베이스 플러그(24) 내에 플러그될 수 있다. 플러그인 상태에서, 이들은 접합하여 전기 접속부(22)를 형성한다.
주입 노즐(13), 배출 노즐(14) 및 베이스 플러그(24)는 커버(12) 상에 배치되며 커버(12)의 외부면(16)으로부터 축방향의 바깥쪽으로 돌출한다. 주입 노즐(13), 배출 노즐(14) 및 베이스 플러그(24)는 서로에 평행하게 그리고 길이방향 중심 축(7)에 평행하게 추가로 연장하고, 따라서 압력 플레이트(15)를 축방향으로 통과한다. 압력 플레이트(15)는 플레이트 에지(19)로부터 방사상으로 이격되게 적어도 하나의 통로 개구(26, 27, 28)를 구비하며, 이를 위해서 이러한 통로 개구는 원주 방향(3)으로 폐쇄된다. 본 명세서에 나타내어지는 바람직한 예에서, 세 개의 개별적인 통로 개구(26, 27, 28)가 제공된다. 제1 통로 개구(26)는 주입 노즐(13)에 할당된다. 제2 통로 개구(27)는 배출 노즐(14)에 할당된다. 제3 통로 개구(28)는 베이스 플러그(24)에 할당된다. 도 1, 5 및 6에 도시된 조립된 상태에서, 주입 노즐(13), 배출 노즐(14) 및 베이스 플러그(24)는 각각의 통로 개구(26, 27, 28)를 통해서 축방향으로 가이드된다. 이를 가능하게 하기 위해서, 축방향에 수직하게 제공되는 주입 노즐(13), 배출 노즐(14) 및 베이스 플러그(24)의 단면들은 각각의 경우에 상응하는 통로 개구(26, 27, 28)의 개방 단면보다 더 작다.
어댑터 플러그(25)가 전기 접속부(22)를 완성하기 위해 베이스 플러그(24) 내에 플러그될 때, 베이스 플러그(24)의 전기 접촉부(29)가 어댑터 플러그(25)의 전기 접촉부(30)에 전기적으로 접속된다. 어댑터 플러그(25) 및 베이스 플러그(24)를 플러그인하기 위해서 바람직하게는 축방향 플러그 접속부(31)가 제공되며, 이것은 어댑터 플러그(25)와 베이스 플러그(24)가 축방향으로 플러그인 된 것에 응답하여 이들 사이의 전기적 접속 및 기계적 접속을 동시에 생성한다. 이러한 플러그 접속부(31)에는 특히 어댑터 플러그(25)가 축방향의 플러그 방향 반대로 베이스 플러그(24)로부터 제거되지 않게 고정하는 캐치 메커니즘(32)이 선택적으로 장착될 수 있다. 이를 위해서, 캐치 메커니즘(32)은 바람직하게는 양의 접속에 의해 어댑터 플러그(25)와 베이스 플러그(24) 사이의 기계적인 접속을 확립한다. 도 1 및 4에서 볼 수 있는 바와 같이 단지 예시적인 방식으로 어댑터 플러그(25) 상에 구현된 래치 개구(latch opening)(33)가 제공되었으며, 이러한 래치 개구는 도면에서 볼 수 없지만 베이스 플러그(24) 상에 구현되는 래치 노스(latch nose)와 결합한다.
본 명세서에 도시된 예에서, 어댑터 플러그(25)는 제1 플러그 방향(35)과 제2 플러그 방향(36) 사이의 도 4에 도시된 경사각(34)을 구현하기 위해서 앵글 플러그(angle plug)로서 구현된다. 제1 플러그 방향(35)은 어댑터 플러그(25)와 베이스 플러그(24) 사이의 플러그 접속부(31)에 의해 정의되며 여기에서는 길이방향 중심축(7)에 평행하게, 따라서 축방향으로 연장한다. 제2 플러그 방향(36)은 어댑터 플러그(25)의 인터페이스(23)에 의해 정의된다. 이러한 제2 플러그 방향(36)에서, 전력공급장치에 접속된 도시되지 않은 커넥터 플러그는, 전자기계적 접속을 획득하기 위해서 플러그인 되어야만 한다. 이론상으로, 두 개의 플러그 방향(35, 36)은 서로 평행하게, 따라서 축방향으로 이어질 수 있다. 그러나 0°가 아닌 두 플러그 방향(35, 36) 사이의 경사각(34)을 제공하도록 앵글 플러그로서의 어댑터 플러그(25)의 실시예가 도시되었다. 이러한 예에서, 경사각(34)은 대략 90°이다. 이론상으로, 임의의 경사각이 구현될 수 있음이 명백하다.
본 명세서에서 나타내어지는 예시의 경우, 어댑터 플러그(25)는 추가로 플러그인 상태에서 크림프 링(17)까지 방사상으로 연장하는 방식으로 형성되며, 어댑터 플러그(25)와 크림프 링(17) 사이의 방사상 겹침, 즉 축방향 돌출을 발생시킨다. 보여지는 바와 같이, 어댑터 플러그(25)는 크림프 링(17)까지 축방향 거리를 가진다. 그러나 어댑터 플러그(25)와 크림프 링(17) 사이의 이러한 방사상 오버랩은 어댑터 플러그(25)가 플러그인 되었을 때 크림프 접속(21)이 확립될 수 없는 결과를 가질 수 있다. 그러나 만약 어댑터 플러그(25)가 존재하지 않는다면, 크림프 접속(21)을 확립하도록 크림핑 도구를 배치하기 위한 충분한 간격이 크림프 링(17) 위에 축방향으로 존재한다.
바람직하게는, 커버(12)는 플라스틱으로 제조된다. 그 결과 주입 노즐(13), 배출 노즐(14) 및 베이스 플러그(24)의 플러그 하우징(37)은 특히 커버(12) 상에 일체형으로 몰딩될 수 있다. 커버(12)는 따라서 주입 노즐(13), 배출 노즐(14) 및 플러그 하우징(37)과 일체형으로 생산된 사출 성형 부품을 형성한다.
커버(12)는 방사상 외측 상에 원주형 커버 에지(38)를 가진다. 이러한 커버 에지(38) 상에, 커버(12)가 아래에서 방사상 실(39)로도 지칭될 수 있는 방사상 작용 실(39)에 의해서 재킷(4) 상에서 방사상으로 지지될 수 있다. 방사상 실(39)은 그에 따라 커버 에지(38) 상에서 일체형으로 몰딩될 수 있다. 방사상 실(39)을 커버 에지(38)에 몰딩 또는 포밍하는 것도 고안 가능하다. 그러나 방사상 실(39)이 커버 에지(38) 상에 구현된 원주형 홈(40) 내에 삽입되는 별개의 구성요소에 의해 형성되는 실시예가 도시되었다.
크림프 링(17)은 압력 플레이트(15)에 대해 느슨하게 배치될 수 있으며, 따라서 단단한 접속 없이 압력 플레이트(15) 상에 축방향으로 인접할 수 있다. 예를 들어 접착제, 용접 또는 납땜 접속을 이용하여 크림프 링(17)을 압력 플레이트(15) 상에 고정하는 것 또한 고안될 수 있다. 통로 개구(26, 27, 28)는 바람직하게는 이들이 크림프 링(17)으로부터 방사상 이격되는 방식으로 압력 플레이트(15) 내에 위치된다. 바람직하게는, 압력 플레이트(15)는 예로서 스탬핑 부분과 같이 금속으로 제조되며, 이 경우 통로 개구(26, 27, 28)가 또한 동시에 생성될 수 있다. 크림프 링(17) 및 하우징(2)은 금속 부품, 바람직하게는 성형된 판금 부품이다. 하우징(2)은 바람직하게는 딥-드로운(deep-drawn) 부품이다.
도 1에 따르면, 이를 위해서 가열 디바이스(11)는 오직 커버(12) 상에 구현되며 하우징 바닥(5)을 마주하는 커버(12)의 내부면(41) 상에 배치된다. 가열 디바이스(11)는 디스크(42)를 구비한다. 연소 챔버(43)는 이러한 디스크(42)와 커버(12) 사이에 구현된다. 이러한 연소 챔버(43) 내에서, 연료는 디스크(42)와 직접 접촉한다. 가열 디바이스(11)는 디스크(42) 내에 열을 도입하기 위한, 도면에 도시되지 않은 적어도 하나의 전기 가열 요소를 더 구비할 수 있다. 이러한 가열 요소는 예로서 PTC 요소에 의해서 형성될 수 있다. 디스크(42)는 따라서 연소 챔버(43) 내의 열을 연료 내로 직접 도입할 수 있다.
주입 노즐(13)은 이제 이러한 연소 챔버(43)로 이어진다. 도 3에 따르면, 디스크(42)는 적어도 하나의 축방향 접속 개구(44)를 구비하고, 이것을 통해서 연소 챔버(43)가 오염면 상의 유입 영역(45)에 유체상 접속된다. 그 다음 이러한 유입 영역(45)은 필터 요소(8)의 공급면(46)으로 이어진다. 이 예에서, 필터 요소(8)는 동작 중에 외부에서 내부로 방사상으로 통과되는 링 필터 요소로서 구성된다. 따라서 여기에서 필터 요소(8)의 공급면(46)은 방사상으로 외부 상에서 볼 수 있는 반면, 필터 요소(8)의 유입면(57)은 방사상으로 내부 상에 위치된다. 이 예에서, 디스크(42)는 추가로 고리형 디스크로서 구현되고, 그에 따라 원주 방향(3)으로 커버(12)의 접속 노즐(47)을 둘러싼다. 이것에 의해 접속 노즐(47)은 커버(12)의 내부면(41) 상에 구현되고 그로부터 방사상 안쪽으로 돌출한다. 원주 방향(3)에서, 접속 노즐(47)은 배출 노즐(14)이 이어지는 유출 영역(48)을 둘러싼다. 필터 요소(8)는 정화면 상에서 이러한 접속 노즐(47)에 추가로 접속되며, 그에 따라 유출 영역(48)은 정화면(10) 상에 유체상 접속된다.
도 1의 예에서, 필터 요소(8)는 하나의 면 상에는 연료를 여과하기 위한 필터 바디(49)를 구비하고 다른 면 상에는 연료 내에 포함된 물을 연료로부터 분리시키는 물 분리기(50)를 구비한다. 커버(12)와 마주하는 축방향 정면 상에, 필터 요소(8)는 또한 원주형 칼라(52)가 축방향으로 돌출하는 개방 단부 디스크(51)를 구비한다. 필터 요소(8)의 유출면(57)으로부터 정화 공간(10) 내의 유입 영역(48)으로의 유체상 접속을 확립하기 위해서, 필터 요소(8)는 이러한 칼라(52)에 의해 접속 노즐(47) 내에 축방향으로 삽입된다. 접속 노즐(47)과 협력하는 방사상 실(53)은 이것에 의해 칼라(52) 상에 일체형으로 몰딩된다. 원주 방향(3)에서 매립 파이프(55)를 둘러싸는 고리형 칼라(54)는 이러한 실(53)의 영역 내에 감싸진다. 매립 파이프(55)는 축방향으로 정화 공간(10) 내에 담그어지며 따라서 물 분리기(50) 내의 정화 공간(10)을 유입 영역(48)에 접속시킨다.
도 3은 또한 가열 요소와 디스크(42) 사이의 열 전달을 향상시키기 위해서 전술된 가열 요소가 디스크(42)에 대해 압착될 수 있게 하는 바이어스 스프링(56)을 도시한다.
이러한 카트리지(1)를 생산하기 위한 방법이 아래에서 더욱 상세하게 기술될 것이다.
필터 요소(8)는 처음에 하우징(2) 내에 삽입된다. 그 후에 커버(12) 및 가열 디바이스(11)가 하우징(2) 내에 삽입된다. 바람직하게는, 그에 따라 커버(12) 및 가열 디바이스(11)가 사전 조립될 수 있는 조립체를 형성하여 커버(12)가 자신에 조립되는 가열 디바이스(11)와 함께 하우징(2) 내에 삽입될 수 있다.
그 후에 주입 노즐(13)이 제1 통로 개구(26)를 축방향으로 통과하고, 배출 노즐(14)이 제2 통로 개구(27)를 축방향으로 통과하며, 베이스 플러그(24)가 제3 통로 개구(28)를 축방향으로 통과하는 방식으로 압력 플레이트(15)가 부착된다. 이러한 프로세스에서, 어댑터 플러그(25)는 베이스 플러그(24)에 부착되지 않는다.
그 후에 크림프 링(17)이 하우징 에지(20)와 크림핑되고, 여기에서도 어댑터 플러그(25)는 여전히 베이스 플러그(24) 내에 플러그되지 않는다. 그에 따라 크림프 링(17)은 크림핑을 수행하도록 압력 플레이트(15)와 함께 또는 압력 플레이트(15)와 별개로 부착될 수 있다. 크림프 링(17)은 압력 플레이트(15)에 단단히 접속되면, 크림프 링(17)은 압력 플레이트(15)가 커버(12)에 부착되는 동시에 부착된다. 만약 반대로 크림프 링(17)과 압력 플레이트(15) 사이에 단단한 접속이 제공되지 않으면, 크림프 링(17)은 압력 플레이트(15)와 표면상 독립적으로 이후에 부착될 수도 있다.
어댑터 플러그(25)는 크림프 링(17)과 하우징 에지(20) 사이의 크림핑 후에만 조립되며, 즉 베이스 플러그(24) 내에 삽입된다. 도 5는 크림핑 이후이자 어댑터 플러그(25)의 조립 이전의 상태를 도시한다. 도 6은 크림핑 이후 어댑터 플러그(25)가 조립된 후의 상태를 도시한다.
Claims (16)
- 내연기관용 연료를 여과 및 가열하기 위한 연료 필터 카트리지로서,
- 원주 방향(3)으로 순환하는 하우징 재킷(4), 하우징 바닥(5) 및 상기 하우징 바닥(5)과 축방향으로 대향하게 위치하는 하우징 개구(6)를 구비한 컵 형태의 하우징(2),
- 상기 하우징(2) 내에 삽입되며 정화 공간(10)을 오염 공간(9)으로부터 분리시키는, 상기 연료를 여과하기 위한 필터 요소(8),
- 상기 연료를 가열하도록 상기 하우징(2) 내에 배치된 전기 가열 디바이스(11),
- 상기 하우징 개구(6)를 폐쇄하도록 상기 하우징(2) 내에 삽입되는 커버(12),
- 상기 오염 공간(9)에 유체상 접속되는, 상기 연료를 위한 주입 노즐(13),
- 상기 정화 공간(10)에 유체상 접속되는, 상기 연료를 위한 배출 노즐(14),
- 상기 하우징 바닥(5)을 마주하지 않는 상기 커버(12)의 외부면(16) 상에서 상기 커버(12) 상에 축방향으로 인접하는 압력 플레이트(15),
- 상기 하우징 바닥(5)을 마주하지 않는 상기 압력 플레이트(15)의 외부면(18) 상에서 상기 압력 플레이트(15)의 플레이트 에지(19) 상에 축방향으로 지지되며, 상기 하우징 개구(6)를 둘러싸고 상기 하우징 재킷(4) 상에 구현되는 전면 하우징 에지(20)와 크림핑되는 크림프 링(crimp ring)(17),
- 전기 전도식으로 상기 가열 디바이스(11)에 접속되는 상기 가열 디바이스(11)의 전력 공급을 위한 전기 접속부(22)를 포함하고,
- 상기 전기 접속부(22)는 상기 커버(12) 상에 구현되고 상기 가열 디바이스(11)에 전기 전도식으로 접속되며, 전력공급장치에 전기적으로 접속될 수 있는 어댑터 플러그(25) 내에 플러그 될 수 있는 베이스 플러그(24)를 구비하고,
- 상기 커버(12) 상에서, 상기 베이스 플러그(24)는 상기 커버의 상기 외부면(16)으로부터 축방향의 바깥쪽으로 돌출하고,
- 상기 압력 플레이트(15)는 상기 베이스 플러그(24)에 대한 통로 개구(28)를 구비하고, 상기 통로 개구(28)는 상기 플레이트 에지(19)로부터 방사상으로 이격되고 상기 원주 방향(3)으로 폐쇄되었으며,
- 상기 베이스 플러그(24)는 상기 통로 개구(28)를 통해서 축방향으로 가이드되는, 카트리지. - 제 1 항에 있어서,
상기 전기 접속부(22)는 어댑터 플러그(25)를 더 포함하고, 상기 어댑터 플러그(25)가 상기 베이스 플러그(24) 내에 축방향으로 플러그되어 상기 베이스 플러그(24)의 전기 접촉부(29)가 상기 어댑터 플러그(25)의 전기 접촉부(30)에 전기적으로 접속되는 것으로 특징지어지는, 카트리지. - 제 2 항에 있어서,
상기 어댑터 플러그(25)는 축방향 플러그 접속부(31)에 의해서 상기 베이스 플러그(24)에 기계적으로 및 전기적으로 접속되는 것으로 특징지어지는, 카트리지. - 제 2 항에 있어서,
상기 플러그 접속부(31)는 축방향의 플러그 방향(35) 반대쪽으로 빠지지 않게 상기 어댑터 플러그(25)와 상기 베이스 플러그(24) 사이의 기계적 접속을 고정하는 캐치 메커니즘(32)을 구비하는 것으로 특징지어지는, 카트리지. - 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스 플러그(24) 내에 플러그된 상기 어댑터 플러그(25)는 상기 크림프 링(17)까지 방사상으로 연장하는 것으로 특징지어지는, 카트리지. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
- 상기 커버(12) 상의 상기 주입 노즐(13) 및/또는 상기 배출 노즐(14)은 상기 커버(12)의 상기 외부면(16)으로부터 축방향의 바깥쪽으로 돌출하고,
- 상기 압력 플레이트(15)는 상기 주입 노즐(13) 및/또는 상기 배출 노즐(14)에 대한 적어도 하나의 통로 개구(26, 27)를 구비하고, 상기 통로 개구(26, 27)는 상기 플레이트 에지(19)로부터 방사상으로 이격되고 상기 원주 방향(3)으로 폐쇄되었으며,
- 상기 주입 노즐(13) 및/또는 상기 배출 노즐(14)은 각각의 상기 통로 개구(26, 27)를 통해 축방향으로 가이드되는 것으로 특징지어지는, 카트리지. - 제 6 항에 있어서,
하나의 면 상의 상기 베이스 플러그(24) 및 다른 면 상의 상기 주입 노즐(13) 및/또는 상기 배출 노즐(14)에 대해 분리된 통로 개구(26, 27, 28)가 제공되는 것으로 특징지어지는, 카트리지. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 상기 통로 개구(26, 27, 28)는 상기 크림프 링(17)으로부터 방사상 이격되는 것으로 특징지어지는, 카트리지. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
- 상기 커버(12)는 플라스틱으로 제조되고,
- 상기 베이스 플러그(24)의 플러그 하우징(37)은 상기 커버(12) 상에 일체형으로 몰딩되는 것으로 특징지어지는, 카트리지. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
- 상기 커버(12)는 플라스틱으로 제조되고,
- 상기 주입 노즐(13) 및/또는 상기 배출 노즐(14)은 상기 커버(12) 상에 일체형으로 몰딩되는 것으로 특징지어지는, 카트리지.
- 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 커버(12)는 방사상 실(seal)(39)에 의해서 커버 에지(38) 상의 상기 재킷(4) 상에서 방사상으로 지지되는 것으로 특징지어지는, 카트리지. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열 디바이스(11)는 상기 커버(12) 상에 구현되며 상기 하우징 바닥(5)을 마주하는 상기 커버(12)의 내부면(41) 상에 배치되는 것으로 특징지어지는, 카트리지. - 제 12 항에 있어서,
- 상기 가열 디바이스(11)는 디스크(42)를 구비하고, 상기 디스크(42)는 상기 디스크(42)와 상기 커버(12) 사이에 축방향으로 구현된 연소 챔버(43)를 축방향으로 정의하며,
- 상기 주입 노즐(13)은 상기 연소 챔버(43)에 유체상 접속되고,
- 상기 디스크(42)는 상기 필터 요소(8)의 공급면(46)으로 이어지는 오염면(dirty-side) 유입 영역(45)에 상기 연소 챔버(43)를 유체상 접속시키는 적어도 하나의 축방향 접속 개구(44)를 구비하는 것으로 특징지어지는, 카트리지. - 제 13 항에 있어서,
- 상기 디스크(42)는 상기 커버(12)의 상기 내부면(41) 상에 구현되고 축방향의 안쪽으로 돌출하는 중앙 접속 노즐(47)을 상기 원주 방향(3)으로 감싸는 고리형 디스크로서 구현되고,
- 상기 배출 노즐(14)은 상기 접속 노즐(47)에 의해 상기 원주 방향(3)으로 감싸지는 공급 공간(48) 내로 이어지는 것으로 특징지어지는, 카트리지. - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 연료 필터 카트리지를 생산하는 방법으로서,
- 상기 필터 요소(8)가 상기 하우징 내에 먼저 삽입되고,
- 그 후에 상기 커버(12) 및 상기 가열 디바이스(11)가 상기 하우징(2) 내에 삽입되고,
- 그 후에 상기 베이스 플러그(24)가 각각의 상기 통로 개구(28)를 축방향으로 통과하도록 상기 압력 플레이트(15)가 부착되고,
- 그 후에 상기 크림프 링(17)이 상기 하우징 에지(20)와 크림핑되는, 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 어댑터 플러그(25)는 상기 크림프 링(17)이 상기 하우징 에지(20)와 크림핑한 후에 상기 베이스 플러그(24) 내로 플러그되는 것으로 특징지어지는, 방법.
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