WO2006056533A1 - Filter, insbesondere zur filterung von kraftstoff - Google Patents

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Dieter Amesöder
Dieter Schreckenberger
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    • B01D2201/50—Means for dissipating electrostatic charges

Definitions

  • the invention relates to a filter, in particular for filtering Kraft ⁇
  • the filter element is cylindrical
  • the electrical contact pin serves Ab ⁇
  • the filter element is disposed in a metallic housing.
  • the filter element is electrically powered with two spaced end plates
  • the invention is based on the simplest possible to mon ⁇ the task
  • the invention is based on the idea that is ein ⁇ ckig with a Ge
  • Paper and / or nonwoven element can be removed.
  • This electrical contact is electrically conductive, either with the
  • At least one end plate with a housing section can be sepa ⁇ on a sepa ⁇
  • Rate disc to be dispensed with, thereby increasing the number of required
  • a housing cover is formed, which is detachable or non-detachable with a
  • partial melting of the housing cover can be embedded.
  • the housing cover is detachable with the rest ⁇
  • Housing cover can be replaced.
  • the contact pin is
  • the contact pin is electrically conductive
  • electrically conductive materials in particular with carbon fibers, er ⁇ to
  • Plastics such as acetal, nylon or polyethylene conductive
  • Wise cylindrical, filter element is used. This flows to it
  • the filter element consists essentially of
  • a filter paper or a filter fleece which is usually a rigid
  • the plurality of housing components preferably all ⁇
  • Liche housing components formed of electrically conductive plastic.
  • FIG. 2 is a sectional view of the filter of FIG. 1,
  • FIG. 3 is a comparison with FIG. 2 rotated, sectional view of
  • Fig. 4 shows an alternative embodiment of a filter in cut
  • Fig. 1 the filter 1 is shown in a perspective view. To er ⁇
  • Dump 6 of the peripheral wall opens a supply line 7 for Kraft ⁇
  • the fuel leaves the filter 1 via a central opening 8
  • Part of the fuel can pass through one in the drawing plane below
  • Both housing cover 3, 4 form end plates for the zigzag
  • Filter element are liquid with the filter paper 10 of the filter element
  • the filter is
  • the peripheral wall 5 is made of this electrically conductive
  • it can be connected to the vehicle body.
  • the contact pin 14 is in the illustration of FIG. 3 due to
  • Cover 4 is provided with a metallic contact pin 14, which in

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Filter (1), insbesondere zur Filterung von Kraftstoff, mit einem in einem Gehäuse (2) angeordneten Filterelement (9) mit mindestens einer Endscheibe (3, 4), die von einem Abschnitt des Gehäuses gebildet ist, wobei das Filterelement (9) in die Endscheibe (3, 4) eingebettet oder zumindest mit der Endscheibe (3, 4) elektrisch leitend verbunden ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Endscheibe (3, 4) aus einem elektrisch leitenden Kunststoff besteht und dass am Gehäuse (2), vorzugsweise an der Endscheibe (3, 4) ein elektrischer Kontakt (14) zum Ableiten von elektrischer Ladung vorgesehen ist.

Description

Beschreibung
Filter, insbesondere zur Filterung von Kraftstoff
Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft einen Filter, insbesondere zur Filterung von Kraft¬
stoff, mit einem in einem Gehäuse angeordneten Filterelement mit min¬
destens einer Endscheibe, die von einem Abschnitt des Gehäuses gebil¬
det ist, wobei das Filterelement in die Endscheibe eingebettet oder zumin¬
dest mit der Endscheibe elektrisch leitend verbunden ist.
Stand der Technik
[0002] Aus der US 2003/0057146 A1 ist ein Filter mit einem in einem Gehäuse
angeordneten Filterelement bekannt. Das Filterelement ist zylinderförmig
ausgebildet und endseitig mittels zweier beabstandeter Endscheiben ab¬
geschlossen. Eine der beiden Endscheiben ist von einem elektrisch nicht
leitenden Gehäusedeckel aus Kunststoff gebildet, wobei das Filterelement
in den die Endscheibe bildenden Kunststoff-Gehäusedeckel eingebettet
ist. Die der von dem Gehäusedeckel gebildeten Endscheibe gegenüber¬
liegende Endscheibe ist aus Metall ausgebildet. Zwischen der Endscheibe
aus Metall und dem Gehäuse ist ein elektrisch leitendes Federelement an¬
geordnet, welches die metallische Endscheibe elektrisch leitend mit einem
stirnseitig an dem elektrisch nicht leitenden Gehäuse angeordneten elek¬
trischen Kontaktstift verbindet. Der elektrische Kontaktstift dient zur Ab¬
leitung von Ladung von dem Filterelement über die metallische Endschei¬
be und das elektrisch leitende Federelement. Die Montage des bekannten Filters ist aufgrund des komplizierten Einbaus des Federelements äußerst
aufwändig. Ferner sind bei dem bekannten Filter viele Metallteile verarbei¬
tet, so dass die Herstellung des bekannten Filters vergleichsweise kosten¬
intensiv ist.
[0003] Aus der DE 101 38 073 A1 ist ein Filter mit einem Filterelement bekannt,
wobei das Filterelement in einem metallischen Gehäuse angeordnet ist.
Das Filterelement ist mit zwei beabstandeten Endscheiben aus elektrisch
leitendem Kunststoff versehen, wobei eine Endscheibe an einem metalli¬
schen Gehäusedeckel anliegt. Durch diese elektrisch leitende Verbindung
wird elektrische Ladung von dem Filterelement über den metallischen Ge¬
häusedeckel abgeführt. Nachteilig bei dem bekannten Filter ist das relativ
hohe Gewicht, aufgrund der Ausbildung des Gehäuses aus Metall.
Offenbarung der Erfindung
Technische Aufgabe
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen möglichst einfach zu mon¬
tierenden und aus möglichst wenigen Bauteilen bestehenden Filter vorzu¬
schlagen, mit dem es möglich ist, elektrische Ladung von dem Filter¬
element abzuführen.
Technische Lösung
[0005] Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteil¬
hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ange¬
geben. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die einstϋckig mit einem Ge¬
häuseabschnitt ausgebildete Endscheibe elektrisch leitend auszubilden,
damit über diese einstückig mit einem Gehäusebauteil ausgebildete End¬
scheibe elektrische Ladung von dem Filterelement, insbesondere einem
Papier- und/oder Vlieselement, abgeführt werden kann. Der Ladungsab¬
transport wird durch die leitende Ausbildung der Endscheibe aus Kunst¬
stoff sichergestellt. Die Ausbildung der Endscheibe aus Kunststoff hat zu¬
dem noch eine Gewichtsreduzierung zur Folge. Damit die Ladung von der
Endscheibe abtransportiert werden kann, ist ein elektrischer Kontakt vor¬
gesehen. Dieser elektrische Kontakt ist elektrisch leitend, entweder mit der
Batterie, der Fahrzeugkarosserie oder einem mit der Fahrzeugkarosserie
verbundenen Bauteil verbunden. Durch die einstückige Ausbildung zumin¬
dest einer Endscheibe mit einem Gehäuseabschnitt kann auf eine sepa¬
rate Endscheibe verzichtet werden, wodurch sich die Anzahl der benötig¬
ten Bauteile reduziert. Die Anzahl der benötigten Bauteile wird weiterhin
dadurch reduziert, dass aufgrund der elektrisch leitenden Ausbildung der
einstückig mit einem Gehäusebauteil ausgebildeten Endscheibe auf
spezielle Kontaktierungsmittel wie Metallfedern verzichtet werden kann.
Durch die Ausbildung der als Gehäusebauteil ausgebildeten Endscheibe
aus elektrisch leitendem Kunststoff ist es möglich, das Filterelement, bei¬
spielsweise durch Anschmelzen der Endscheibe, in die Endscheibe einzu¬
betten. Hierdurch wird die statische Ladung von dem Filterelement un- mittelbar an die Endscheibe abgegeben und von dort über den elektri¬
schen Kontakt abgeleitet. Es ist denkbar, als elektrischen Kontakt eine
Befestigungsschraube zur Fixierung des Filters zu verwenden.
[0007] In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Endscheibe von
einem Gehäusedeckel gebildet ist, welcher lösbar oder unlösbar mit einer
Umfangswand des Gehäuses verbunden ist. Die Ausbildung der End¬
scheibe als Gehäusedeckel hat den Vorteil, dass das Filterelement in
einem ersten Arbeitsschritt in den Gehäusedeckel, beispielsweise durch
partielles Aufschmelzen des Gehäusedeckels, eingebettet werden kann.
Daraufhin kann die Einheit bestehend aus Gehäusedeckel und Filter¬
element in einem zweiten Arbeitsschritt mit dem restlichen Gehäuse ver¬
bunden werden. Mit Vorteil ist der Gehäusedeckel lösbar mit dem rest¬
lichen Gehäuse verbunden, so dass das Filterelement zusammen mit dem
Gehäusedeckel ausgetauscht werden kann.
[0008] Gemäß einer ersten Alternative der Erfindung ist der elektrische Kontakt
als Kontaktstift, insbesondere aus Metall, ausgebildet. Der Kontaktstift ist
mit Vorteil innerhalb des Endscheibenmaterials eingebettet bzw. wird an
diesem oder von diesem gehalten. Der Kontaktstift ist elektrisch leitend,
insbesondere über ein Kabel, mit der Fahrzeugkarosserie verbunden.
[0009] Gemäß einer zweiten Alternative der Erfindung wird der elektrische Kon¬
takt von einem funktionalen Bauteil des Filters gebildet. Insbesondere ist
es denkbar, als elektrischen Kontakt zum Ableiten von statischer Ladung einen Druckregler, einen Drucksensor oder einen Füllstandsanzeiger zu
verwenden. Dem entsprechenden funktionellen Bauteil kommt somit eine
Doppelfunktion zu, es führt einerseits seine ursprüngliche Funktion aus
und dient zusätzlich als elektrischer Kontakt zur Ableitung von Ladung. Auf
einen separaten, beispielsweise als Metallstift ausgebildeten Kontaktstift
kann gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung mit Vorteil verzichtet wer¬
den. Weiterhin wird durch diese Ausgestaltungsvariante die Anzahl der be¬
nötigten Kabel reduziert.
[0010] Es ist zweckmäßig, die Leitfähigkeit des Kunststoffes durch Dotierung mit
elektrisch leitenden Materialien, insbesondere mit Carbonfasern, zu er¬
zielen. Durch die Dotierung mit elektrisch leitenden Materialien können
Kunststoffe, wie beispielsweise Azetal, Nylon oder Polyethylen leitend
ausgebildet werden. Die Menge der zugesetzten elektrisch leitfähigen Ma¬
terialien ist proportional zur Leitfähigkeit des Endproduktes.
[0011] Es ist zweckmäßig, wenn als Filterelement ein zickzackförmiges, vorzugs¬
weise zylindrisches, Filterelement verwendet wird. Dabei strömt das zu
filtrierende Medium in der Regel radial von außen durch das zickzackför-
mige Filterelement zu einem zentrisch angeordneten Ablaufkanal. Durch
die zickzackförmige Ausbildung des Filterelements wird die wirksame Fil¬
teroberfläche vergrößert. Das Filterelement besteht im Wesentlichen aus
einem Filterpapier oder einem Filtervlies, wobei in der Regel eine starre
Stützstruktur, insbesondere aus Kunststoff, vorgesehen ist. [0012] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Filter¬
element zwei Endscheiben aufweist, und dass beide Endscheiben durch
ein Gehäuseteil, insbesondere jeweils durch einen Gehäusedeckel, gebil¬
det sind. Dabei ist es denkbar, beide Endscheiben aus elektrisch leitfähi¬
gem Kunststoff auszubilden und an jeder Endscheibe einen elektrischen
Kontakt zur Ableitung von Ladung anzubringen.
[0013] In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse zwei
beabstandete Gehäusedeckel und eine diese Gehäusedeckel miteinander
verbindende Umfangswand aufweist und dass die beiden Deckel, vorzugs¬
weise über die Umfangswand, elektrisch leitend miteinander verbunden
sind. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung muss an dem gesamten
Gehäuse nur ein einziger Kontakt vorgesehen werden, über den nicht nur
die Ladung des Filterelements, sondern auch die Ladung des Gehäuses
abgeführt werden kann.
[0014] Bevorzugt sind die Mehrzahl der Gehäusebauteile, vorzugsweise sämt¬
liche Gehäusebauteile, aus elektrisch leitendem Kunststoff ausgebildet.
Hierdurch kann das Gesamtgewicht des Filters bei gleichzeitiger optimaler
Ladungsabfϋhrung reduziert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0015] Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren An¬
sprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Filters,
Fig. 2 eine geschnittene Ansicht des Filters gemäß Fig. 1 ,
Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 gedrehte, geschnittene Ansicht des
Filters gemäß Fig. 1 und
Fig. 4 eine alternative Ausfϋhrungsform eines Filters in geschnittener
Darstellung.
Ausführungsform(en) der Erfindung
[0016] In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit gleicher Funktion mit
den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
[0017] In Fig. 1 ist der Filter 1 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Zu er¬
kennen ist das im Wesentlichen kreiszylinderförmige Gehäuse 2 mit zwei
voneinander beabstandeten Gehäusedeckeln 3, 4. Die beiden Gehäuse¬
deckel 3, 4 sind über eine Umfangswand 5 miteinander verbunden. In eine
Auswölbung 6 der Umfangswand mündet eine Zufuhrleitung 7 für Kraft¬
stoff. Der Kraftstoff verlässt den Filter 1 über eine zentrische Öffnung 8
innerhalb des in der Zeichnungsebene oberen Gehäusedeckels 3.
[0018] In Fig. 2 ist der Filter 1 geschnitten dargestellt. Zu erkennen ist das inner¬
halb des Gehäuses 2 angeordnete Filterelement 9. Das Filterelement 9
besteht aus einen gefalteten, hohlzylindrischen Filterpapier 10, welches
von einer zentrischen Kunststoffstützstruktur 11 stabilisiert und gehalten
ist. Innerhalb der Stützstruktur 11 ist ein zentrisch innerhalb des Gehäuses
2 angeordneter Flüssigkeitskanal gebildet, welcher mit der Abflussöffnung 8 im Gehäusedeckel 3 kommunizierend verbunden ist, so dass Kraftstoff
durch die Zufuhröffnung 7 in einen Ringraum 12 radial außerhalb des Fil¬
terpapiers 10 fließen kann und von dort radial nach innen durch das Filter¬
papier 10 zu dem von der Stϋtzstruktur 11 umschlossenen Kanal und von
dort aus durch die Öffnung 8 aus dem Gehäuse 2 hinaus strömen kann.
Ein Teil des Kraftstoffes kann durch einen in der Zeichnungsebene unten
angeordneten Abflusskanal 13 zurück in den Tankraum des Kraftfahr¬
zeuges fließen.
Beide Gehäusedeckel 3, 4 bilden Endscheiben für das zickzackförmige
Filterelement und sind mit dem Filterpapier 10 des Filterelements flüssig¬
keitsdicht verbunden, so dass keine Flüssigkeit zwischen dem Filterpapier
und der Endscheibe passieren kann. Genauer ausgedrückt ist das Filter¬
element 9, bzw. das Filterpapier 10 in beide Gehäusedeckel 3, 4 einge¬
bettet. Montagetechnisch erfolgt dies beispielsweise durch partielles Auf¬
schmelzen der Gehäusedeckel im Kontaktbereich. Beide Gehäusedeckel
3, 4 sind aus elektrisch leitendem, mit Carbonfasern dotiertem Kunststoff
ausgebildet. Auch die Umfangswand 5 ist aus diesem elektrisch leitenden
Material gebildet. Außerhalb der Umfangswand 5 ist in den elektrisch lei¬
tenden Gehäusedeckel 4 ein elektrischer Kontaktstift 14 eingebracht. Die¬
ser kann beispielsweise mit der Fahrzeugkarosserie verbunden werden.
Über die als Gehäusedeckel 4 ausgebildete Endscheibe und den Kontakt¬
stift 14 kann Ladung von dem Filterelement 9 abgeführt werden. Da so- wohl der obere Gehäusedeckel 3 als auch die Umfangswand 5 aus elek¬
trisch leitendem Kunststoff ausgebildet sind, kann über den Kontaktstift 14
das gesamte Gehäuse 2 des Filters 1 geerdet werden. Zusätzliche Kon¬
taktanschlüsse sind nicht notwendig.
[0020] In Fig. 3 ist der Fluss des Kraftstoffes durch Pfeile verdeutlicht. Der Kraft¬
stoff fließt durch die Zufϋhrleitung 7 (Pfeil 15) und durch einen innerhalb
der Auswölbung 6 gebildeten Strömungskanal 16 (Pfeil 17) in den das Fil¬
terelement 9 umgebenden Ringraum 12. Von dort durchströmt es das Fil¬
terelement 9 (Pfeil 18) und gelangt in den von dem Filterelement 9 um¬
schlossenen Kanal. Von dort aus fließt ein Teil des Fluids durch die Öff¬
nung 8 im Gehäusedeckel 3 ab in Richtung Motor (Pfeil 19). Ein anderer
Teil des Kraftstoffes fließt in entgegengesetzte Richtung zurück zum Kraft¬
fahrzeugtank (Pfeil 20).
[0021] Der Kontaktstift 14 ist in der Darstellung gemäß Fig. 3 aufgrund der
Schnittlage nicht dargestellt. Anstelle des Kontaktstiftes 14, welcher elek¬
trisch leitend mit dem als Endscheibe ausgebildeten Gehäusedeckel 4 ver¬
bunden ist, können auch funktionelle Bauteile des Filters 1 zur Ableitung
von Ladung genutzt werden.
[0022] In Fig. 4 ist eine alternative Ausgestaltung eines Filters 1 gezeigt. Bei der
dargestellten Ausführungsform weisen die aus elektrisch leitendem Kunst¬
stoff gebildeten Gehäusedeckel 3, 4 in das Gehäuseinnere weisende Stut¬
zen 21 ,22 auf, die in den Kanal innerhalb des Filterelements 9 hineinra- gen. Die Zuflussleitung zu dem Ringraum 12 innerhalb des Gehäuses 2 ist
nicht gezeigt. Über den in der Zeichnungsebene oberen Stutzen 21 ver-
lässt der Kraftstoff den Filter 1 in Richtung Motor. Über den in der Zeich¬
nungsebene unteren Stutzen 22 gelangt der Kraftstoff zurück in den Kraft¬
fahrzeugtank. Auch bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel bilden die Ge¬
häusedeckel 3, 4 Endscheiben für das Filterelement 9. Der Gehäuse¬
deckel 4 ist mit einem metallischen Kontaktstift 14 versehen, welcher in
einer Öffnung 23 des Gehäusedeckels 4 gehalten ist.

Claims

Ansprüche
1. Filter (1), insbesondere zur Filterung von Kraftstoff, mit einem in einem Ge¬
häuse (2) angeordneten Filterelement (9) mit mindestens einer Endscheibe (3,
4), die von einem Abschnitt des Gehäuses (2) gebildet ist, wobei das Filter¬
element (9) mit der Endscheibe (3, 4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Endscheibe (3, 4) aus einem elektrisch leitenden Kunststoff besteht
und dass am Gehäuse (2), vorzugsweise an der Endscheibe (3, 4), ein elek¬
trischer Kontakt (14) zum Ableiten von elektrischer Ladung vorgesehen ist.
2. Filter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheibe (3, 4)
von einem Gehäusedeckel (3, 4) gebildet ist, der lösbar oder unlösbar mit
einer Umfangswand (5) des Gehäuses (2) verbunden ist.
3. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der elektrische Kontakt (14) als Kontaktstift, insbesondere aus Metall,
ausgebildet ist.
4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Kontakt
(14) als funktionelles Bauteil, insbesondere als Druckregler, Drucksensor, oder
Füllstandanzeiger ausgebildet ist.
5. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Leitfähigkeit des Kunststoffes durch Dotierung mit elektrisch leitenden
Materialien, insbesondere mit Carbonfasern, erreicht ist.
6. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Filterelement (9) Filtervlies und/oder Filterpapier umfasst.
7. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Filterelement (9) zickzackförmig und vorzugsweise zylindrisch aus¬
gebildet ist.
8. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Filterelement (9) zwei Endscheiben (3, 4) aufweist, und dass beide
Endscheiben (3, 4) durch je ein Gehäuseteil, insbesondere jeweils durch einen
Gehäusedeckel (3, 4), gebildet sind.
9. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (2) zwei beabstandete Gehäusedeckel (3, 4) und eine
diese Gehäusedeckel (3, 4) miteinander verbindende Umfangswand (5) auf¬
weist, und die beiden Gehäusedeckel (3, 4), vorzugsweise über die Umfangs¬
wand (5), elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
10. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (2) zu mehr als 50%, vorzugsweise vollständig, aus elek¬
trisch leitendem Kunststoff ausgebildet ist.
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