WO2013083309A1 - Kraftstofffilter und kraftstofffilteranordnung zum filtern von kraftstoff - Google Patents

Kraftstofffilter und kraftstofffilteranordnung zum filtern von kraftstoff Download PDF

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WO2013083309A1
WO2013083309A1 PCT/EP2012/069165 EP2012069165W WO2013083309A1 WO 2013083309 A1 WO2013083309 A1 WO 2013083309A1 EP 2012069165 W EP2012069165 W EP 2012069165W WO 2013083309 A1 WO2013083309 A1 WO 2013083309A1
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WO
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filter
fuel
fuel filter
housing
end plate
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PCT/EP2012/069165
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English (en)
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Inventor
Martin Veit
Klaus SCHWEMLEIN
Martin Klein
Original Assignee
Mann+Hummel Gmbh
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Publication date
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    • B01D36/003—Filters in combination with devices for the removal of liquids
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M37/22—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system
    • F02M37/24—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by water separating means
    • F02M37/26—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by water separating means with water detection means
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    • B01D2201/291—End caps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D2201/4084—Snap or Seeger ring connecting means

Definitions

  • the invention relates to a fuel filter for filtering fuel, comprising a particularly bellows-shaped filter element for separating particles from the fuel and a coalescing element for separating water from the fuel.
  • a generic fuel filter is known from DE 10 2007 039 679 A1.
  • a fuel filter which has a high degree of separation of water to be separated from the fuel and particles to be separated from the fuel in a compact design and in which a means for water separation and a means for particle separation are used, wherein the two means are arranged in that the fuel to be filtered passes through the means for separating water before the means for particle separation, wherein a further means for separating particles is disposed and spaced from the means for particle separation, wherein the means for separating water is arranged between the two means for separating the particles.
  • the filter surface of the means for separating water is bounded by the design for the purpose of particle separation in the radial direction and in the axial direction by a flow channel for guiding the separated water.
  • the invention is based on the object to provide a fuel filter and a fuel filter assembly with improved water separation, which can withstand particularly high pressure loads in particular. Disclosure of the invention
  • a fuel filter of the aforementioned type which is characterized in that the coalescence element surrounds the filter element for the flow through the fuel filter in the radial direction and extends in the axial direction over the entire extent of the filter element.
  • the inventive Fuel filter is flowed through radially from the inside to the outside, wherein the filter element serves as a first filter stage and the coalescing element as a second filter stage.
  • the first filter stage serves to separate particles from the fuel to be filtered, while by means of the second filter stage the water droplets contained in the filtered fuel accumulate to form water drops and are subsequently deposited.
  • the specific surface load and thus the flow speed of the fuel to be filtered upon entry into the coalescing element are lower compared to the flow speed at the inner diameter of the filter element. This increases the residence time of the water droplets in the coalescing element and reduces the force which presses the water droplets through the coalescing element. The formation and separation of water drops can thus be carried out efficiently.
  • the filter material for the (bellows-shaped) filter element for example, cellulose or meltblown based on polyester can be used.
  • the coalescing element may e.g. consist of a hydrophilic material, which transforms water fractions in the fuel by adhesion to larger drops of water. Suitable materials are known from the literature.
  • the filter element and the coalescing element can be constructed in multiple layers.
  • the filter element and the coalescing element are arranged adjacent to one another. In this way, the filter element can be supported in the radial flow from the radially outer, full-surface circumferential coalescing and possibly further support elements.
  • a preferred embodiment of the fuel filter is characterized in that the filter element and the coalescing element are each fastened at their axial end faces in a sealing manner to a common end disk.
  • filter element and coalescing element can be glued to the end plate. In the radial flow from the inside to the outside can thus be dispensed with a separate seal for sealing raw and clean side of the coalescing.
  • at least one end disk of the fuel filter has at least one feed opening for unfiltered fuel to a radially inward, raw-side region of the fuel filter.
  • the feed opening is arranged centrally in the end disk, whereby a centric inflow of the fuel to be filtered is made possible in the filter element.
  • the centric feed opening extends in the radial direction to the inner diameter of the filter element, an efficient flow over the entire filter surface of the fuel filter is ensured.
  • At least one end disk has a peripheral edge extending in the axial direction and lying radially on the outside.
  • the edge is preferably arranged so far outward in the radial direction that it is located outside the radial region in which the filter element (and the coalescence element) are fastened to the end disk.
  • the edge may be provided with a seal to seal the clean or the raw side of the fuel filter against a filter housing.
  • a pressure compensation space between the fuel filter and the housing can be formed.
  • a particularly preferred embodiment is characterized by radially outwardly mounted support elements for supporting the coalescing element.
  • the support elements may have a grid-shaped structure.
  • the support elements can in this case be attached to the end disks which are located on the axial end faces of the filter and coalescing element, for example by latching or snap-fastening, gluing or by IR welding.
  • a breakthrough or destruction of the coalescing element and the filter element can be prevented, which otherwise can occur especially at high pressure differences between raw and clean side.
  • the support elements may in particular be designed in the form of a support basket which extends in the axial direction along the fuel filter.
  • the supporting elements abut against the coalescing element.
  • the support elements are designed as a lattice-shaped or otherwise structured casing of the coalescing element.
  • a particularly effective support of the coalescer is given.
  • a hydrophobic element extends in the axial direction in the radial direction from the coalescing element.
  • the hydrophobic element preferably surrounds the coalescing element at least in a partial region of its axial extent.
  • the hydrophobic element serves as a separator, since it is permeable to the filtered fuel while it does not pass through the water located on the clean side of the coalescing element, so that an annular space for water guidance is formed between the coalescing element and the hydrophobic element, by means of which the separated water can be brought under gravity into a below arranged water collection room.
  • the hydrophobic element can be made of polyamide or polyester, for example.
  • the hydrophobic element has a holding device for attachment to at least one end plate of the fuel filter.
  • the hydrophobic element can be encapsulated by plastic, whereby on the one hand the hydrophobic element is supported and on the other hand an attachment of the hydrophobic element to an end disc is made possible. It is understood that the hydrophobic element may be attached to the end plate in other ways, e.g. by latching.
  • the scope of the invention also covers a fuel filter arrangement for filtering fuel with a fuel filter as described above and with a filter housing in which the fuel filter is arranged.
  • the filter housing protects the fuel filter against external influences.
  • it provides interfaces for the supply and discharge of the fuel and thus for the integration of the fuel filter in an existing fuel system.
  • a refinement of the fuel filter arrangement is characterized in that, in the installed state of the fuel filter in the filter housing, at least one end disk in the axial direction is followed by a pressure equalization chamber.
  • its extent in the radial direction at least largely corresponds to the radial extent of the filter element.
  • the filter housing has a collar which rests against the radially outer edge of the end disk for sealing between the raw and clean side in the installed state of the fuel filter.
  • the collar of the filter housing and the edge of the fuel filter form sealing surfaces.
  • a seal may be provided, for example in the form of an O-ring.
  • the rim of the end plate can be slid over the collar of the filter housing during installation of the fuel filter in the filter housing, whereby a centering of the fuel filter is made possible along the edge of the annular collar in the filter housing.
  • a correct fit of the fuel filter is ensured on the collar of the filter housing side facing the fuel filter.
  • the pressure equalization space between the at least one supply port for unfiltered fuel having end plate and a housing pot of the filter housing is formed and is preferably enclosed in the radial direction of the collar.
  • the end disk facing the pressure equalization chamber has a centric feed opening for unfiltered fuel.
  • a deformation of the pressure compensation chamber facing end plate due to high pressures on the raw side of the fuel filter is prevented by the pressure equalization.
  • the pressure equalization especially at high pressures on the raw side of the fuel filter or between the raw side and the clean side, there is no increased load on the connection between the filter or coalescing element and the end plate facing the pressure equalization chamber.
  • the filter housing has a Wasserammeiraum
  • the support elements for supporting the fuel filter, in particular also for locking with the fuel filter.
  • the on the side facing away from the pressure compensation chamber side of the fuel filter end plate of the fuel filter can be supported on its side facing the filter housing by supporting elements against a voltage applied to the end plate internal pressure.
  • these support elements or other support elements may be provided to z. B. with the water collecting space facing end plate to lock.
  • a development of the embodiment just described is characterized in that the water collection chamber is formed in a housing cover of the filter housing.
  • housing cover and housing pot are connected to one another via a thread. If the housing cover is separated from the housing pot and support elements are provided which are latched to the water collecting chamber facing end plate, so when lifting the housing cover from the housing pot also the fuel filter with the housing cover removed from the housing pot. This allows easy disassembly and thus a simple replacement of the fuel filter.
  • FIG. 1 shows a fuel filter arrangement according to the invention in the sectional view
  • FIG. 2 is a perspective view of a fuel filter according to the invention and FIG. 3 is a sectional view of the fuel filter of FIG. 2 according to the invention.
  • FIG. 1 shows a fuel filter assembly 1 with a filter housing 2 having an inlet opening 3, an outlet opening at the back of the filter housing 2 (hidden by the filter housing 2) and a fuel filter 4.
  • the filter housing 2 comprises a top-mounted housing pot 5 and a bottom-mounted housing cover 6. Both are connected to one another via a thread 60, wherein a seal 7 seals the interior formed between housing pot 5 and housing cover 6 from the environment 8.
  • the housing pot 5 has a circumferential, extending in the axial direction collar 9. This collar 9 is surrounded by an edge 10 on a first end plate 1 1 of the fuel filter 4 in the radial direction.
  • a seal 12 is provided which separates the clean side 13 of the raw side 14 of the fuel filter 4 sealing.
  • a pressure equalization chamber 15 extending in the axial direction is formed between the housing pot 5 and the first end disk 11, which is bounded in the radial direction by the collar 9.
  • the inlet opening 3 is connected to the pressure equalization chamber 15.
  • the first end plate 1 1 has a feed opening 16, which is also connected to the pressure compensation chamber 15.
  • a water level sensor 17 is arranged over the entire axial length of the fuel filter 4, which detects the water level in a water collection chamber 18 of the housing cover 6.
  • the water level sensor 17 is arranged in the feed opening 16, wherein the outer diameter of the water level sensor 17 is smaller than the diameter of the feed opening 16, so that fuel from the pressure equalization chamber 15 can get into the interior of the fuel filter 4.
  • the water level sensor 17 extends through a second end plate 19. This has a central opening 20, in which the free end of the water level sensor 17 protrudes.
  • the water level sensor 17 has, in the region of the second end disk 19, a seal 21 which seals the water collecting chamber 18 with respect to the raw side 14 of the fuel filter 4.
  • a discharge opening 25 is provided on the side facing away from the inlet opening 3 of the housing cover 6, a discharge opening 25 is provided. This is closed by a drain plug 26, wherein sealing elements 27 are provided between the housing cover 6 and the drain plug 26, which seal the water collecting chamber 18 from the environment 8.
  • the drain plug 26 is threaded out of the drain port 25 by means of a thread 260 for draining the water collection chamber 18, e.g. during the inspection of a motor vehicle, in which the filter assembly 1 is installed.
  • Fig. 2 and Fig. 3 show the fuel filter 4 of Fig. 1, which has a plurality of filter stages.
  • a filter element designed as a filter bellows 28 for separating particles from the fuel to be filtered forms the first filter stage.
  • the filter bellows 28 is preferably designed as a zigzag folded filter bellows.
  • the filter bellows 28 is in radial Seen on its outer side by a coalescing element 29 for separating water from the filtered through the filter bellows 28 fuel surrounded.
  • the coalescing element 29 extends in the axial direction over the entire length of the filter bellows 28 and forms the second filter stage of the fuel filter 4.
  • the coalescing element 29 and the filter bellows 28 are fastened at their axial end faces to respective common end disks 11, 19.
  • support elements designed as a lattice-shaped sheath 30 are provided for supporting the coalescing element 29, which rest against the coalescing element 29.
  • the latticed sheath 30 is attached to the end plates 1 1, 19 in the present example.
  • lugs 31 are provided, with which the latticed sheath 30 engages the end plates 1 1, 19, for example by the lugs 31 are embedded in the manufacture of the fuel filter 4 in the plastic material of the end plates 1 1, 19.
  • the grid-shaped sheath 30 may also be glued or otherwise attached to the end plates 1 1, 19 or attached to this, for example by the sheath 30 is subsequently snapped onto the end plates 1 1, 19.
  • a hydrophobic element designed as a hydrophobic layer 32.
  • the inner lateral surface of the hydrophobic layer 32 is shown in detail in FIGS. 1 and 3.
  • a holding device designed as a lattice-shaped structure 33, which surrounds the hydrophobic layer 32 and has a latching element 34 on its side facing the first end plate 11.
  • This latching element 34 latches with a receptacle 35, which is arranged outside on the peripheral edge 10 of the first end plate 1 1.
  • an opening 36 is provided between the second end disk 19 and the latticed support structure 33 of the hydrophobic layer 32.
  • the fuel to be filtered is introduced into the fuel filter arrangement 1 via the inlet opening 3 (directional arrow 37). From the inlet opening 3, the fuel to be filtered flows into the pressure equalization chamber 15 and from there through the feed opening 16 into the fuel filter 4 (directional arrow 38). The fuel to be filtered flows through the fuel filter 4 from the inside to the outside, ie from the raw side 14 radially through the filter bellows 28 and the coalescing element 29 (direction arrows 39) to the clean side 13.

Abstract

Ein Kraftstofffilter (4) zum Filtern von Kraftstoff umfasst ein insbesondere balgformiges Filterelement (28) zum Abscheiden von Partikeln aus dem Kraftstoff und ein Koaleszenzelement (29) zum Abscheiden von Wasser aus dem Kraftstoff. Zur Durchströmung des Kraftstofffilters (4) in radialer Richtung umgibt das Koaleszenzelement (29) das Filterelement (28) und erstreckt sich in axialer Richtung über die gesamte Ausdehnung des Filterelements (28).

Description

Beschreibung
Kraftstofffilter und Kraftstofffilteranordnung zum Filtern von Kraftstoff Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Kraftstofffilter zum Filtern von Kraftstoff, umfassend ein insbesondere balgformiges Filterelement zum Abscheiden von Partikeln aus dem Kraftstoff und ein Koaleszenzelement zum Abscheiden von Wasser aus dem Kraftstoff.
Stand der Technik
Ein gattungsgemäßer Kraftstofffilter ist aus der DE 10 2007 039 679 A1 bekannt. Dort ist ein Kraftstofffilter beschrieben, der bei einer kompakten Bauform einen hohen Abscheidegrad für von dem Kraftstoff abzuscheidendes Wasser und für von dem Kraftstoff abzuscheidende Partikel aufweist und bei dem ein Mittel zur Wasserabscheidung und ein Mittel zur Partikelabscheidung eingesetzt werden, wobei die beiden Mittel derart angeordnet sind, dass der zu filternde Kraftstoff das Mittel zur Wasserabscheidung vor dem Mittel zur Partikelabscheidung durchströmt, wobei ein weiteres Mittel zur Partikelabscheidung gegeben und zu dem Mittel zur Partikelabscheidung beabstandet ist, wobei zwischen den beiden Mitteln zu Partikelabscheidung das Mittel zur Wasserabscheidung angeordnet ist.
Bei einem derartigen Kraftstofffilter ist die Filterfläche des Mittels zur Wasserabscheidung bauartbedingt in radialer Richtung durch die Mittel zur Partikelabscheidung und in axialer Richtung durch einen Strömungskanal zur Führung des abgeschiedenen Wassers begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Kraftstofffilter und eine Kraftstofffilteranordnung mit verbesserter Wasserabscheidung bereitzustellen, die insbesondere auch hohen Druckbelastungen standhalten kann. Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch einen Kraftstofffilter der eingangs genannten Art gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass zur Durchströmung des Kraftstofffilters in radialer Richtung das Koaleszenzelement das Filterelement umgibt und sich in axialer Richtung über die gesamte Ausdehnung des Filterelements erstreckt. Der erfindungsgemäße Kraftstofffilter wird radial von innen nach außen durchströmt, wobei das Filterelement als erste Filterstufe und das Koaleszenzelement als zweite Filterstufe dient. Die erste Filterstufe dient zum Abscheiden von Partikeln aus dem zu filterndem Kraftstoff, während mittels der zweiten Filterstufe die in dem gefilterten Kraftstoff befindlichen Wassertröpfchen zu Wassertropfen akkumulieren und nachfolgend abgeschieden werden. Indem das Koaleszenzelement in radialer Richtung das Filterelement umgibt, ist es möglich, eine große Filterfläche des Koaleszenzelements auf der Reinseite des Filterelements zu positionieren. Durch den größeren Innendurchmesser des Koaleszenzelements im Vergleich zu dem des Filterelements sind die spezifische Flä- chenbelastung und damit die Fließgeschwindigkeit des zu filternden Kraftstoffes beim Eintritt in das Koaleszenzelement verglichen zu der Fließgeschwindigkeit am Innendurchmesser des Filterelements geringer. Dadurch erhöht sich die Verweilzeit der Wassertropfen im Koaleszenzelement und es verringert sich die Kraft, welche die Wassertropfen durch das Koaleszenzelement presst. Das Bilden und Abscheiden von Wasser- tropfen kann somit effizient erfolgen.
Als Filtermaterial für das (balgförmige) Filterelement kann beispielsweise Zellulose oder Meltblown auf Polyester-Basis verwendet werden. Das Koaleszenzelement kann z.B. aus einem hydrophilen Material bestehen, welches Wasseranteile in dem Kraftstoff durch Adhäsion zu größeren Wassertropfen transformiert. Geeignete Materialien sind aus der Literatur bekannt. Das Filterelement und das Koaleszenzelement können mehrlagig aufgebaut sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind das Filterelement und das Koaleszenzelement aneinander anliegend angeordnet. Auf diese Weise kann das Filterelement bei der radialen Durchströmung von dem radial außen liegenden, vollflächig umlaufenden Koaleszenzelement sowie ggf. weiterer Stützelemente abgestützt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Kraftstofffilters ist dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement und das Koaleszenzelement an ihren axialen Stirnseiten jeweils dichtend an einer gemeinsamen Endscheibe befestigt sind. Beispielsweise können Filterelement und Koaleszenzelement mit der Endscheibe verklebt werden. Bei der radialen Durchströmung von innen nach außen kann somit auf eine separate Dichtung zur Abdichtung von Roh- und Reinseite des Koaleszenzelements verzichtet werden. Bei einer Weiterbildung der eben beschriebenen Ausführungsform weist mindestens eine Endscheibe des Kraftstofffilters mindestens eine Zuführöffnung für ungefilterten Kraftstoff zu einem radial innen liegenden, rohseitigen Bereich des Kraftstofffilters auf. Beispielsweise ist die Zuführöffnung zentrisch in der Endscheibe angeordnet, wodurch ein zentrisches Einfließen des zu filternden Kraftstoffs in das Filterelement ermöglicht wird. Insbesondere wenn sich die zentrische Zuführöffnung in radialer Richtung bis zum Innendurchmesser des Filterelements erstreckt, ist eine effiziente Durchströmung über die gesamte Filterfläche des Kraftstofffilters gewährleistet. Es können aber auch mehre- re Zuführöffnungen, insbesondere mehrere kleinere Zuführöffnungen an einer der beiden Endscheiben vorgesehen sein.
Bei einer Weiterbildung der oben beschriebenen Ausführungsform weist mindestens eine Endscheibe einen umlaufenden, sich in axialer Richtung erstreckenden und radial außen liegenden Rand auf. Der Rand ist hierbei bevorzugt in radialer Richtung so weit außen angeordnet, dass er sich außerhalb des radialen Bereichs befindet, in dem das Filterelement (und das Koaleszenzelement) an der Endscheibe befestigt sind. Beispielsweise kann der Rand mit einer Dichtung versehen sein, um die Rein- oder die Rohseite des Kraftstofffilters gegen ein Filtergehäuse abzudichten. Insbesondere kann mit Hilfe des umlaufenden Rands auf besonders einfache Weise ein Druckausgleichsraum zwischen dem Kraftstofffilter und dem Gehäuse gebildet werden.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist durch radial außen angebrachte Stützelemente zum Abstützen des Koaleszenzelements gekennzeichnet. Beispielsweise können die Stützelemente eine gitterförmige Struktur aufweisen. Die Stützelemente können hierbei an den Endscheiben, die sich an den axialen Stirnseiten des Filter- und Koaleszenzelements befinden, z.B. durch Verrasten bzw. Verschnappen, Verkleben oder durch IR-Schweißen angebracht sein. Durch die Stützelemente kann ein Durchbruch bzw. eine Zerstörung des Koaleszenzelements sowie des Filterelements verhin- dert werden, der ansonsten insbesondere bei hohen Druckdifferenzen zwischen Roh- und Reinseite auftreten kann. Somit ist die Funktionsfähigkeit des Kraftstofffilters insbesondere auch bei hohen Drücken bzw. Druckdifferenzen gewährleistet. Die Stützelemente können insbesondere in Form eines Stützkorbs ausgebildet sein, der sich in axialer Richtung entlang des Kraftstofffilters erstreckt. Bei einer Weiterbildung der eben beschriebenen Ausführungsform liegen die Stützele- mente an dem Koaleszenzelement an. Beispielsweise sind die Stützelemente als eine gitterförmige oder auf andere Weise strukturierte Ummantelung des Koaleszenzelements ausgebildet. Somit ist eine besonders wirkungsvolle Abstützung des Koaleszenzelements gegeben.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der sich in radialer Richtung vom Koaleszenzelement beabstandet, ein hydrophobes Element in axialer Richtung er- streckt. Bevorzugt umgibt das hydrophobe Element das Koaleszenzelement hierbei zumindest in einem Teilbereich seiner axialen Erstreckung. Das hydrophobe Element dient als Trenneinrichtung, da dieses für den gefilterten Kraftstoff durchlässig ist, während es das auf der Reinseite des Koaleszenzelements befindliche Wasser nicht durchläset, so dass zwischen dem Koaleszenzelement und dem hydrophoben Element ein Ringraum zur Wasserführung ausgebildet wird, mittels dessen das abgeschiedene Wasser unter Schwerkraftwirkung in einen unterhalb angeordneten Wassersammel- raum verbracht werden kann. Das hydrophobe Element kann beispielsweise aus Polyamid oder Polyester bestehen. Besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung der eben beschriebenen Ausführungsform, bei der das hydrophobe Element eine Halteeinrichtung zur Befestigung an mindestens einer Endscheibe des Kraftstofffilters aufweist. Beispielsweise kann das hydrophobe Element von Kunststoff umspritzt werden, wodurch zum einen das hydrophobe Element gestützt und zum anderen eine Befestigung des hydrophoben Elements an einer End- Scheibe ermöglicht wird. Es versteht sich, dass das hydrophobe Element auch auf andere Weise an der Endscheibe angebracht werden kann, z.B. durch Verrasten.
In den Rahmen der Erfindung fällt ebenfalls eine Kraftstofffilteranordnung zum Filtern von Kraftstoff mit einem wie oben beschriebenen Kraftstofffilter und mit einem Filterge- häuse, in dem der Kraftstofffilter angeordnet ist. Das Filtergehäuse schützt den Kraft- stofffilter vor äußeren Einflüssen. Darüber hinaus bietet es Schnittstellen zur Zu- und Abführung des Kraftstoffs und damit zur Integration des Kraftstofffilters in ein bestehendes Kraftstoffsystem. Eine Weiterbildung der Kraftstofffilteranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich im Einbauzustand des Kraftstofffilters in dem Filtergehäuse an zumindest eine Endscheibe in axialer Richtung ein Druckausgleichsraum anschließt. Bevorzugt entspricht dessen Ausdehnung in radialer Richtung zumindest weitgehend der radialen Ausdeh- nung des Filterelements. Durch den Druckausgleichsraum kann ein Druckausgleich zwischen einander gegenüberliegenden Seiten der Endscheibe über die gesamte radiale Erstreckung des Filterelements erfolgen, so dass ein Abreißen der Endscheiben von den Filter- und Coalescermedien verhindert wird. Bei einer Weiterbildung der eben beschriebenen Ausführungsform weist das Filtergehäuse einen Kragen auf, der zur Abdichtung zwischen Roh- und Reinseite im Einbauzustand des Kraftstofffilters an dem radial außen liegenden Rand der Endscheibe anliegt. Der Kragen des Filtergehäuses und der Rand des Kraftstofffilters bilden Dichtflächen aus. Zusätzlich kann im Bereich des Randes der Endscheibe eine Dichtung z.B. in Form eines O-Rings vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Rand der Endscheibe beim Einbau des Kraftstofffilters in das Filtergehäuse über den Kragen des Filtergehäuses geschoben werden, wodurch eine Zentrierung des Kraftstofffilters entlang des Randes an dem ringförmigen Kragen im Filtergehäuse ermöglicht wird. Somit ist ein korrekter Sitz des Kraftstofffilters auf der dem Kragen des Filtergehäuses zugewandten Seite des Kraftstofffilters gewährleistet.
Bevorzugt ist auch eine Weiterbildung der eben beschriebenen Ausführungsform, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Druckausgleichsraum zwischen der die mindestens eine Zuführöffnung für ungefilterten Kraftstoff aufweisenden Endscheibe und einem Gehäusetopf des Filtergehäuses gebildet ist und bevorzugt in radialer Richtung von dem Kragen umschlossen ist. Beispielsweise weist die dem Druckausgleichsraum zugewandte Endscheibe eine zentrische Zuführöffnung für ungefilterten Kraftstoff auf. Somit kann ein Druckausgleich zwischen dem Kraftstoff im Druckausgleichsraum und dem Kraftstoff im Filterelement über die Zuführöffnung stattfinden. Dadurch entspricht der Druck des Kraftstoffs auf der dem Druckausgleichsraum zugewandten Seite der Endscheibe im Wesentlichen dem Druck des Kraftstoffs auf der dem Filterelement zugewandten Seite der Endscheibe. Somit ist ein zusätzliches Abstützen der dem Druckausgleichsraum zugewandten Endscheibe durch weitere bauliche Maßnahmen nicht notwendig. Eine Verformung der dem Druckausgleichsraum zugewandten Endscheibe aufgrund von hohen Drücken auf der Rohseite des Kraftstofffilters wird durch den Druckausgleich verhindert. Somit kommt es insbesondere bei hohen Drücken auf der Rohseite des Kraftstofffilters bzw. zwischen Rohseite und Reinseite nicht zu einer erhöhten Belastung der Verbindung zwischen Filter- bzw. Koaleszenzelement und der dem Druckausgleichsraum zugewandten Endscheibe.
Ebenfalls bevorzugt ist eine Weiterbildung der eben beschriebenen Ausführungsform, bei der das Filtergehäuse einen Wassersammeiraum aufweist, an dem Abstützelemente zum Abstützen des Kraftstofffilters, insbesondere auch zum Verrasten mit dem Kraft- stofffilter, vorgesehen sind. Die auf der dem Druckausgleichsraum abgewandten Seite des Kraftstofffilters befindliche Endscheibe des Kraftstofffilters kann auf ihrer dem Filtergehäuse zugewandten Seite durch Abstützelemente gegen einen an der Endscheibe anliegenden Innendruck gestützt werden. Außerdem können diese Abstützelemente oder weitere Abstützelemente dazu vorgesehen sein, um z. B. mit der dem Wasser- sammelraum zugewandten Endscheibe zu verrasten. Somit ist eine Fixierung des Kraftstofffilters auf der dem Wassersammeiraum zugewandten Seite des Kraftstofffilters gewährleistet (in der Art eines Schlüssel-Schloss-Systems).
Eine Weiterbildung der eben beschriebenen Ausführungsform ist dadurch gekennzeich- net, dass der Wassersammeiraum in einem Gehäusedeckel des Filtergehäuses gebildet ist. Beispielsweise sind Gehäusedeckel und Gehäusetopf über ein Gewinde miteinander verbunden. Wird der Gehäusedeckel vom Gehäusetopf getrennt und sind Abstützelemente vorgesehen, die mit der dem Wassersammeiraum zugewandten Endscheibe verrastet sind, so wird beim Abheben des Gehäusedeckels vom Gehäusetopf ebenfalls der Kraftstofffilter mit dem Gehäusedeckel aus dem Gehäusetopf entnommen. Dies ermöglicht eine einfache Demontage und damit ein einfaches Auswechseln des Kraftstofffilters.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be- Schreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kraftstofffilteranordnung in der Schnittansicht,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftstofffilters sowie Fig. 3 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Kraftstofffilters von Fig. 2.
Ausführungsform der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine Kraftstofffilteranordnung 1 mit einem Filtergehäuse 2, das eine Einlassöffnung 3, eine Auslassöffnung an der Rückseite des Filtergehäuses 2 (durch das Filtergehäuse 2 verdeckt) und einen Kraftstofffilter 4 aufweist. Das Filtergehäuse 2 umfasst einen oben angebrachten Gehäusetopf 5 und einen unten angebrachten Gehäusedeckel 6. Beide sind über ein Gewinde 60 miteinander verbunden, wobei eine Dichtung 7 den zwischen Gehäusetopf 5 und Gehäusedeckel 6 gebildeten Innenraum gegenüber der Umgebung 8 abdichtet. An der der Einlassöffnung 3 zugewandten Seite des Gehäusetopfs 5 weist der Gehäusetopf 5 einen umlaufenden, sich in axialer Richtung erstreckenden Kragen 9 auf. Dieser Kragen 9 ist von einem Rand 10 an einer ersten Endscheibe 1 1 des Kraftstofffilters 4 in radialer Richtung umgeben. An dem umlaufenden Rand 10 der ersten Endscheibe 1 1 ist eine Dichtung 12 vorgesehen, die die Reinseite 13 von der Rohseite 14 des Kraftstofffilters 4 dichtend trennt. Im Bereich der Einlassöffnung 3 ist zwischen dem Gehäusetopf 5 und der ersten Endscheibe 1 1 ein sich in axialer Richtung erstreckender Druckausgleichsraum 15 ausgebildet, der in radialer Richtung durch den Kragen 9 begrenzt ist. Die Einlassöffnung 3 ist mit dem Druckausgleichsraum 15 verbunden. Die erste Endscheibe 1 1 weist eine Zuführöffnung 16 auf, die ebenfalls mit dem Druckausgleichsraum 15 verbunden ist.
In einem innen liegenden Bereich des Kraftstofffilters 4 ist über die gesamte axiale Länge des Kraftstofffilters 4 ein Wasserstandssensor 17 angeordnet, der den Wasserstand in einem Wassersammeiraum 18 des Gehäusedeckels 6 detektiert. Im Bereich der ersten Endscheibe 1 1 ist der Wasserstandssensor 17 in der Zuführöffnung 16 angeordnet, wobei der Außendurchmesser des Wasserstandssensors 17 kleiner als der Durchmesser der Zuführöffnung 16 ausgebildet ist, so dass Kraftstoff von dem Druckausgleichsraum 15 in das Innere des Kraftstofffilters 4 gelangen kann. Auf der dem Wassersam- melraum 18 zugewandten Seite des Kraftstofffilters 4 durchragt der Wasserstandssensor 17 eine zweite Endscheibe 19. Diese weist eine zentrische Öffnung 20 auf, in welche das freie Ende des Wasserstandssensors 17 hineinragt. Der Wasserstandssensor 17 weist im Bereich der zweiten Endscheibe 19 eine Dichtung 21 auf, die den Wassersammeiraum 18 gegenüber der Rohseite 14 des Kraftstofffilters 4 abdichtet.
Es ist möglich, auf den Wasserstandssensor 17 in der Kraftstofffilteranordnung 1 zu verzichten. In diesem Fall entfällt die zentrische Öffnung 20 und die zweite Endscheibe 19 ist geschlossen. Die Zuführöffnung 16 in der ersten Endscheibe 1 1 bleibt bei nicht vorgesehenem Wasserstandssensor 17 selbstverständlich bestehen, um den Zufluss von Kraftstoff in den Kraftstofffilter 4 zu ermöglichen. Sie kann allerdings in ihrer Größe variieren oder z.B. durch mehrere kleine Zuführöffnungen ersetzt werden. Auf der dem Kraftstofffilter 4 zugewandten Seite des Gehäusedeckels 6 sind innere Abstützelemente 22 auf einem inneren Radius angeordnet, die im eingebautem Zustand des Kraftstofffilters 4 in Kontakt mit der zweiten Endscheibe 19 stehen. Auf einem äußeren Radius, der größer ist als der innere Radius, sind am Gehäusedeckel 6 äußere Abstützelemente 23 angeordnet. Diese verrasten mit einer Verrastaufnahme 24, die an der zweiten Endscheibe 19 ausgebildet ist. Je nach Bedarf kann aber auch auf Abstützelemente 23 verzichtet werden.
Auf der der Einlassöffnung 3 abgewandten Seite des Gehäusedeckels 6 ist eine Ablassöffnung 25 vorgesehen. Diese ist durch eine Ablassschraube 26 verschlossen, wo- bei Dichtungselemente 27 zwischen Gehäusedeckel 6 und Ablassschraube 26 vorgesehen sind, die den Wassersammeiraum 18 von der Umgebung 8 abdichten. Die Ablassschraube 26 ist mittels eines Gewindes 260 aus der Ablassöffnung 25 zum Entleeren des Wassersammeiraums 18 herausschraubbar, z.B. während der Inspektion eines Kraftfahrzeugs, in welches die Filteranordnung 1 eingebaut ist.
Fig. 2 und Fig. 3 zeigen den Kraftstofffilter 4 von Fig. 1 , der mehrere Filterstufen aufweist. Ein als Filterbalg 28 zur Abscheidung von Partikeln aus dem zu filternden Kraftstoff ausgebildetes Filterelement bildet die erste Filterstufe. Der Filterbalg 28 ist bevorzugt als zickzackförmig gefalteter Filterbalg ausgebildet. Der Filterbalg 28 ist in radialer Richtung gesehen an seiner Außenseite von einem Koaleszenzelement 29 zum Abscheiden von Wasser aus dem durch den Filterbalg 28 gefilterten Kraftstoff umgeben. Das Koaleszenzelement 29 erstreckt sich in axialer Richtung über die gesamte Länge des Filterbalgs 28 und bildet die zweite Filterstufe des Kraftstofffilters 4. Das Koaleszenzelement 29 und der Filterbalg 28 sind an ihren axialen Stirnseiten an jeweils gemeinsamen Endscheiben 1 1 , 19 befestigt. An der in radialer Richtung gesehen außen liegenden Seite des Koaleszenzelements 29 sind als gitterförmige Ummantelung 30 ausgebildete Stützelemente zum Abstützen des Koaleszenzelements 29 vorgesehen, die an dem Koaleszenzelement 29 anliegen. Die gitterförmige Ummantelung 30 ist im vorliegenden Beispiel an den Endscheiben 1 1 , 19 angebracht. Hierfür sind Nasen 31 vorgesehen, mit denen die gitterförmige Ummantelung 30 an den Endscheiben 1 1 , 19 eingreift, z.B. indem die Nasen 31 bei der Herstellung des Kraftstofffilters 4 in das Kunststoffmaterial der Endscheiben 1 1 , 19 eingebettet werden. Die gitterförmige Ummantelung 30 kann aber auch mit den Endscheiben 1 1 , 19 verklebt oder auf andere Weise an diesen befestigt bzw. angebracht sein, z.B. indem die Ummantelung 30 nachträglich auf die Endscheiben 1 1 , 19 aufgeschnappt wird.
Von der Außenseite des Koaleszenzelements 29 radial beabstandet ist ein als hydrophobe Schicht 32 ausgebildetes hydrophobes Element angeordnet. In den Figuren 1 und 3 ist ausschnittsweise die innere Mantelfläche der hydrophoben Schicht 32 gezeigt. An der hydrophoben Schicht 32 ist eine als gitterförmige Struktur 33 ausgebildete Halteeinrichtung vorgesehen, die die hydrophobe Schicht 32 umgibt und die an ihrer der ersten Endscheibe 1 1 zugewandten Seite ein Verrastelement 34 aufweist. Dieses Verrastelement 34 verrastet mit einer Aufnahme 35, die außen an dem umlaufenden Rand 10 der ersten Endscheibe 1 1 angeordnet ist. An der der zweiten Endscheibe 19 zugewandten Seite der hydrophoben Schicht 32 ist eine Öffnung 36 zwischen der zweiten Endscheibe 19 und der gitterförmigen Stützstruktur 33 der hydrophoben Schicht 32 vorgesehen. Im Folgenden soll kurz die Funktionsweise der Kraftstofffilteranordnung 1 anhand der Fig. 1 erläutert werden. Der zu filternde Kraftstoff wird über die Einlassöffnung 3 in die Kraftstofffilteranordnung 1 eingebracht (Richtungspfeil 37). Von der Einlassöffnung 3 fließt der zu filternde Kraftstoff in den Druckausgleichsraum 15 und von dort durch die Zuführöffnung 16 in den Kraftstofffilter 4 (Richtungspfeil 38). Der zu filternde Kraftstoff durchströmt den Kraftstofffilter 4 von innen nach außen, d.h. von der Rohseite 14 radial durch den Filterbalg 28 und das Koaleszenzelement 29 (Richtungspfeile 39) zur Reinseite 13. An der in radialer Richtung außen liegenden Seite des Koaleszenzelements 29 trifft der gefilterte Kraftstoff auf die hydrophobe Schicht 32, wobei der gefilterte Kraftstoff durch die hydrophobe Schicht 32 durchtritt und nach oben in Richtung der Auslassöff- nung (durch den Druckausgleichsraum 15 verdeckt) strömt (Richtungspfeile 40). Das abgeschiedene Wasser wird durch die hydrophobe Schicht 32 zurückgehalten und unter Schwerkraftwirkung in Richtung der Öffnung 36 zwischen der zweiten Endscheibe 19 und der hydrophoben Schicht 32 in Richtung des Wassersammeiraums 18 geführt (Richtungspfeile 41 ).

Claims

Ansprüche
1 . Kraftstofffilter (4) zum Filtern von Kraftstoff, umfassend ein insbesondere balgförmi- ges Filterelement (28) zum Abscheiden von Partikeln aus dem Kraftstoff und ein Koaleszenzelement (29) zum Abscheiden von Wasser aus dem Kraftstoff, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchströmung des Kraftstofffilters (4) in radialer Richtung das Koaleszenzelement (29) das Filterelement (28) umgibt und sich in axialer Richtung über die gesamte Ausdehnung des Filterelements (28) erstreckt.
2. Kraftstofffilter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (28) und das Koaleszenzelement (29) aneinander anliegend angeordnet sind.
3. Kraftstofffilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (28) und das Koaleszenzelement (29) an ihren axialen Stirnseiten jeweils dichtend an einer gemeinsamen Endscheibe (1 1 , 19) befestigt sind.
4. Kraftstofffilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Endscheibe (1 1 , 19) des Kraftstofffilters (4) mindestens eine Zuführöffnung (16) für ungefilterten Kraftstoff zu einem radial innen liegenden, rohseitigen Bereich (14) des Kraftstofffilters (4) aufweist.
5. Kraftstofffilter nach Anspruch 3 oder 4, bei dem mindestens eine Endscheibe (1 1 , 19) einen sich in axialer Richtung erstreckenden, radial außen liegenden Rand (10) aufweist.
6. Kraftstofffilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch radial außen angebrachte Stützelemente (30) zum Abstützen des Koaleszenzelements (29).
7. Kraftstofffilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (30) an dem Koaleszenzelement (29) anliegen.
8. Kraftstofffilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein in radialer Richtung vom Koaleszenzelement (29) beabstandetes, sich in axialer Richtung erstreckendes hydrophobes Element (32).
9. Kraftstofffilter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrophobe Element (32) eine Haltereinrichtung (33) zur Befestigung an mindestens eine End- Scheibe (1 1 , 19) des Kraftstofffilters (4) aufweist.
10. Kraftstofffilteranordnung zum Filtern von Kraftstoff mit einem Kraftstofffilter (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem Filtergehäuse (2), in dem der Kraftstofffilter (4) angeordnet ist.
1 1 . Kraftstofffilteranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Einbauzustand des Kraftstofffilters (4) in dem Filtergehäuse (2) an zumindest eine Endscheibe (1 1 , 19) in axialer Richtung ein Druckausgleichsraum (15) anschließt, dessen Ausdehnung in radialer Richtung bevorzugt zumindest weitgehend der radi- alen Ausdehnung des Filterelements (28) entspricht.
12. Kraftstofffilteranordnung nach Anspruch 1 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (2) einen Kragen (9) aufweist, der zur Abdichtung zwischen Roh- (14) und Reinseite (13) im Einbauzustand des Kraftstofffilters (4) an dem radial außen liegenden Rand (10) der Endscheibe (1 1 ) anliegt.
13. Kraftstofffilteranordnung nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleichsraum (15) zwischen der die mindestens eine Zuführöffnung (16) für ungefilterten Kraftstoff aufweisenden Endscheibe (1 1 ) und einem Gehäusetopf (5) des Filtergehäuses (2) gebildet ist und bevorzugt in radialer Richtung von dem Kragen (9) umschlossen ist.
14. Kraftstofffilteranordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (2) einen Wassersammeiraum (18) aufweist, an dem Abstützelemente (22, 23) zum Abstützen des Kraftstofffilters (4), insbesondere auch zum Verrasten mit dem Kraftstofffilter (4), vorgesehen sind.
15. Kraftstofffilteranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassersammeiraum (18) in einem Gehäusedeckel (6) des Filtergehäuses (2) gebil- det ist.
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