WO2014191476A1 - Filterelement und filtersystem mit einem filterelement - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filterelement (10) mit einem ersten Fluidpfad (12) zum Filtern eines ersten Fluids und einem zweiten Fluidpfad (14) mit einer Fluidleitung (16) zur Führung eines zweiten Fluids, wobei in dem zweiten Fluidpfad (14) ein Rückschlagventil (18) angeordnet ist, welches Rückschlagventil (18) den zweiten Fluidpfad (14) sperrt, insbesondere wenn ein Fluss des ersten Fluids durch das Filterelement (10) unterbrochen wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Filtersystem (100) mit einem solchen Filterelement (10).

Description

Beschreibung

Filterelement und Filtersystem mit einem Filterelement

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Filterelement zum Filtern eines Fluids sowie ein Filtersystem mit einem Filterelement, insbesondere ein Kraftstofffilter eines Kraftfahrzeugs.

Stand der Technik

Aus der DE19519352A1 ist eine Filteranordnung der oben angegebenen Art bekannt, bei der ein hohlzylindrischer Filtereinsatz in einem zylindrischen Filtergehäuse angeord- net ist. Die zu filternde Flüssigkeit, z. B. Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine, wird in die radial außen liegende Kammer der Filteranordnung geleitet, so dass sie den Filtereinsatz von außen zum inneren Hohlraum durchdringen kann. Der Auslass für die gefilterte Flüssigkeit ist mit dem inneren Hohlraum verbunden. Bei dem Beginn einer Flüssigkeitszuführung in die äußere Kammer der Filteranordnung wird in der Regel eine gewisse, der Flüssigkeit vorgelagerte Luftmenge mit in die äußere Kammer transportiert. Diese Luftmenge wird von der nachdrückenden Flüssigkeit ebenfalls durch den Filtereinsatz gedrückt und gelangt somit auch in den Auslass der Filteranordnung. Insbesondere bei der Verwendung als Kraftstoff- oder Ölfilter ist dies sehr nachteilig, da die nachgeschalteten Aggregate, wie z.B. die Brennkraftmaschine, durch Lufteinschlüsse bei der Kraftstoffzuführung im Betrieb behindert werden können.

In DE19519352A1 ist deshalb eine Entlüftungsanordnung vorgesehen, die aus einer einfachen Bohrung in einer auf einem Filterelement dicht aufliegenden Kappe besteht, wobei die Bohrung mit einem Austrittskanal für die entweichende Luft verbunden ist. Diese Entlüftungsanordnung ermöglicht ein Entweichen von in die Filteranordnung gelangter Luft, erlaubt aber auch das Einströmen von Luft, wenn kein Kraftstoff in die Brennkraftmaschine gefördert wird. Gerade bei Brennkraftmaschinen mit Start/Stopp- Systemen wird die Brennkraftmaschine häufig abgeschaltet, demzufolge kein Kraftstoff gefördert, was zur Folge hat, dass in der Stopp-Phase Luft in das Kraftstoffführungssystem gelangen kann. Die Aufgabe der Erfindung ist, ein Filterelement so auszubilden, dass das Eindringen von Luft in das Kraftstoffführungssystem bei stehender Brennkraftmaschine verhindert werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filtersystem zur Aufnahme eines solchen wechselbaren Filterelements zu schaffen, welches das Gelangen von Luft in das Kraftstoffführungssystem bei stehender Brennkraftmaschine verhindern kann.

Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung dadurch gelöst, dass bei einem Filterelement für ein Filtersystem, insbesondere für einen Kraftstofffilter, mit einem ersten Fiuidpfad zum Filtern eines ersten Fluids, insbesondere zum Filtern von Kraftstoff, und einem zweiten Fiuidpfad mit einer Fluidleitung zur Führung eines zweiten Fluids, insbesondere zur Entlüftung des Filtersystems, im zweiten Fiuidpfad ein Rückschlagventil angeordnet ist, welches Rückschlagventil sperrt, wenn ein Fluss des ersten Fluids durch das Filterelement unterbrochen wird oder ist. Das Filterelement ist wechselbar in dem Gehäuse des Filtersystems anordenbar und weist einen Filtermedienkörper auf, durch welchen der erste Fiuidpfad führt.

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Offenbarung der Erfindung

Es wird Filterelement für ein Filtersystem, insbesondere für einen Kraftstofffilter, mit einem ersten Fiuidpfad zum Filtern eines ersten Fluids, insbesondere zum Filtern von Kraftstoff, und einem zweiten Fiuidpfad mit einer Fluidleitung zur Führung eines zweiten Fluids, insbesondere zur Entlüftung des Filtersystems, wobei im zweiten Fiuidpfad ein Rückschlagventil angeordnet ist, welches Rückschlagventil sperrt. Das Filterelement ist wechselbar in dem Gehäuse des Filtersystems anordenbar und weist einen Filtermedienkörper auf, durch welchen der erste Fiuidpfad führt.

Vorzugsweise sperrt das Rückschlagventil den zweiten Fiuidpfad, wenn eine vorgegebene Systemdruckuntergrenze unterschritten wird. Insbesondere wenn auf einer Rohseite des Filters die vorgegebene Systemdruckuntergrenze unterschritten wird, was insbesondere passiert, wenn z. B. eine Brennkraftmaschine abgeschaltet wird, wodurch ein Fluss des ersten Fluids durch das Filterelement unterbrochen wird oder ist.

Vorteilhafterweise kann so die meist vorhandene Dauerentlüftung eines Filterelements einer Brennkraftmaschine mit einem Rückschlagventil ausgestattet werden. Auf diese Weise kann bei abgeschalteter Brennkraftmaschine, beispielsweise im Start/Stopp-Betrieb, der Kraftstoff im Filtersystem gehalten und verhindert werden, dass eventuell in einem Tankrücklauf vorhandene Luft über das Filtersystem in das Kraftstoffführungssystem der Brennkraftmaschine gelangt. Wenn die Brennkraftmaschine nicht läuft, kann so die Entlüftung des Filterelements verschlossen bleiben. Wird die Brennkraftmaschine gestartet, und bei Start/Stopp-Betrieb ist üblicherweise eine sehr kurze Motorstartzeit wünschenswert, kann im Filtersystem sofort der notwendige Systemdruck im Kraftstoffführungssystem für eine Zündfreigabe aufgebaut werden. Der Systemdruck, der sich in einem Außenbereich des Filterelements aufbaut, ermöglicht ein Öffnen des Rück- schlagventils und das Filterelement kann wieder dauerhaft entlüftet werden. Der große Vorteil ist also, dass kurze Motorstartzeiten ermöglicht werden, dadurch, dass der Kraftstoff im Filtersystem verbleibt.

Im Falle eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels weist das Filterelement die Fluidleitung des zweiten Fluidpfades auf. Die Fluidleitung ist mit dem Filterelement wechselbar. Insbesondere ist es unverlierbar mit dem (übrigen) Filterelement verbunden. Die elementseitige Fluidleitung kann also auch elementfest ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Fluidleitung integraler Bestandteil des Filterelementes. Im Speziellen kann keine zerstörungsfreie Trennung der Fluidleitung von dem (übrigen) Filterelement erfolgen.

Die elementseitige Fluidleitung kann vorzugsweise als ein biegesteifes Rohr ausgebildet sein, welches einen Beitrag zur Stabilität des Filterelements liefert. Vorteilhafterweise mündet die elementseitige Fluidleitung im montierten Zustand des Filterelements oberhalb des Filtermedienkörpers, so dass durch die Fluidleitung beispielsweise erst dann Kraftstoff abströmt, wenn der Filtermedienkörper vollständig mit Kraftstoff beaufschlagt ist, d. h. die Luft soweit auf dem Kraftstofffilter verdrängt ist, dass der Kraftstoffpegel oberhalb des Filtermedienkörpers verläuft. Besonders bevorzugt ist eine Variante, bei welcher die Fluidleitung von einer Stirnseite des Filterelements, insbesondere der oberen Stirnseite bei dem montierten Filterelement, zur gegenüberliegenden (unteren) Stirnseite führt. Auf diese Weise kann z. B. eine Abführung der Luft aus dem Filter günstigerweise über den Gehäuseboden erfolgen.

Eine besonders kompakte Bauweise ergibt sich, indem die Fluidleitung durch einen von dem Filtermedienkörper umgebenen Innenbereich verläuft. Beispielsweise weist der Fil- termedienkörper eine Filtermedienbahn, vorzugsweise eine sterngefaltete Filtermedienbahn, zur Partikelfiltration auf. Innerhalb der Filtermedienbahn ist vorzugsweise ein Koaleszermedium, z. B. gewickelt, vorgesehen. Auf das Koaleszermedium folgt in Durchströmungsrichtung ein Wasserabscheideelement mit z. B. einem hydrophoben Siebgewebe, das beispielsweise innerhalb des Koaleszermediums bzw. auf dessen Höhe angeordnet ist. Zwischen dem Koaleszermedium und dem Wasserabscheideelement ist ein Wasserausfällringspalt ausgebildet. Die Fluidleitung ist durch den von dem Wasserabscheideelement umgebenen Innenbereich geführt.

Im Falle einer besonders bevorzugten Variante ist das Filterelement mit einem Rück- schlagventilanschluss versehen, mittels dessen die elementseitige Fluidleitung bei der Montage des Filterelements in dem Gehäuse des Filtersystems an das Rückschlagventil anschließbar ist. Diese Variante ermöglicht ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiels, bei welchen das Rückschlagventil gehäuseseitig angeordnet ist. Es muss also bei einem Wechsel des Filterelementes nicht mit ausgewechselt werden.

Eine besonders robuste Bauart eines Rückschlagventilanschlusses ergibt sich beispielsweise, indem er als stutzenförmiger Fortsatz der Fluidleitung ausgebildet ist. Ein als stutzenförmiger Fortsatz ausgebildeter Rückschlagventilanschluss kann außerdem auf einfache Weise oberhalb des übrigen Filterelementes, insbesondere oberhalb des Filtermedienkörpers angeordnet sein. Vorzugsweise steht er an einer Stirnseite des Filterelementes, insbesondere der oberen Stirnseite, vor.

Zum Zwecke einer einfachen Montage des Filterelementes ist der Rückschlagventilanschluss koaxial zu einer Elementlängsachse angeordnet. Insbesondere kann das Filter- element dank dieser Maßnahme in jeder Drehstellung um seine Elementlängsachse eingebaut werden.

Im Falle eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels ist der Rückschlagven- tilanschluss mit einem Dichtungselement zur dichtenden Anlage an das Rückschlagven- 5 til versehen. Gerade Dichtungselemente unterliegen einem erheblichen Verschleiß, so dass es vorteilhaft ist, das Dichtungselement am Rückschlagventilanschluss vorzusehen, der mitsamt dem Filterelement regelmäßig ausgewechselt wird.

Günstige Dichtungsverhältnisse und Montagekräfte ergeben sich, indem das Diehl o tungselement vorzugsweise als ein umlaufendes, radial nach außen gerichtetes Dichtungselement ausgebildet ist. In der Praxis bewährt hat sich z. B. ein auf den element- seitigen Anschlussstutzen aufgezogener O-Ring.

Das Filterelement kann des Weiteren einen Abströmanschluss aufweisen, mittels des- 15 sen die elementseitige Fluidleitung bei der Montage des Filterelementes in dem Gehäuse des Filtersystems an einen gehäuseseitigen Abströmkanal anschließbar ist. Vorzugsweise kann der Abströmanschluss derart gestaltet sein, dass er zur Halterung bzw. Stütze des Filterelementes im Gehäuse beiträgt. Der Abströmkanal kann vorzugsweise mit einem Tankrücklauf verbunden sein.

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Eine besonders robuste Bauart ergibt sich, indem der Abströmanschluss als stutzen- förmiger Fortsatz der Fluidleitung ausgebildet ist.

Vergleichbar zu den Verhältnissen seitens des Rückschlagventilanschlusses kann auch 25 der Abströmanschluss mit einem Dichtungselement zur dichtenden Anlage an den gehäuseseitigen Abströmkanal versehen sein, das insbesondere ein umlaufendes, radial nach außen gerichtetes Dichtungselement ist. Ein auf den abströmseitigen Anschlussstutzen aufgezogener O-Ring ist als bewährtes Beispiel zu nennen.

30 Aus Montagegründen ist ein koaxial zu einer Elementlängsachse angeordneter An- strömanschluss von Vorteil.

Bei einem besonders bevorzugten Beispiel weist das Filterelement im Bereich derjenigen Stirnseite, welche bei montiertem Filterelement unten angeordnet ist, zwei umlau- 35 fende Dichtungselemente auf. Beispielsweise bei einem Kraftstofffilter mit einer reinseitigen Wasserabscheidung können diese Dichtungselemente zum Abdichten eines roh- fluidseitigen Ringraums, der das Filterelement umgibt, von einem reinfluidseitigen Wassersammelbereich unterhalb des Filterelements dienen. Zwei Dichtungselemente sind vorgesehen, um bei einer Entnahme des Filterelementes den Ablauf des Kraftstoffs aus dem rohfluidseitigen Ringraum derart zu steuern, um eine Kontamination des reinseiti- gen Wassersammelbereichs mit dem Rohfluid aus dem äußeren Ringraum zu vermeiden bzw. wenigstens zu reduzieren. Im Speziellen dient eines der Dichtungselemente zum Abdichten des rohfluidseitigen Ringraums gegenüber einem Leerlaufbereich. Das andere Dichtungselement dient zum Abdichten des Leerlaufbereichs gegenüber dem reinseitigen Wassersammelbereich. Der Leerlaufbereich kann vorzugsweise mit einem Tankrücklauf verbunden sein.

Bei einer besonders bevorzugten Variante sind die beiden Dichtungselemente im Bereich derjenigen Stirnseite angeordnet, an welcher auch der Abströmanschluss der ele- mentseitigen Fluidleitung vorgesehen ist.

Zum Zwecke von niedrigen Montagekräften und einer kompakten Bauform ist eines der Dichtungselemente radial nach außen gerichtet und/oder eines der Dichtungselemente radial nach innen gerichtet ist. Die beiden Dichtungselemente weisen vorzugsweise unterschiedliche Durchmesser auf und/oder sind koaxial zueinander angeordnet.

Im Falle eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels weist das Filterelement im Bereich derjenigen Stirnseite, an welcher der Abströmanschluss angeordnet ist, einen Reinfluidauslass auf. So können die verschiedenen Anschlüsse vorteilhaft in den Gehäusetopf integriert sein.

Eine weitere vorteilhafte Maßnahme zur Vermeidung der Kontamination der Reinseite des Filters mit ungefiltertem Fluid ergibt sich, indem der Reinfluidauslass mit einem stutzenförmigen Fortsatz versehen ist, der vorzugsweise den Abströmanschluss umgibt. Im Falle eines Ausführungsbeispiels, bei welchem das Filterelement für einen Kraftstofffilter ausgebildet ist und eine Wasserabscheidung aufweist, ist vorzugsweise im Bereich derjenigen Stirnseite, an welcher der Abströmanschluss angeordnet ist, einen Wasser- auslass für aus dem ersten Fluid abgeschiedenes Wasser vorgesehen. Ein Vermischen des abgeschiedenen Wassers mit dem gefilterten Kraftstoff wird vermieden, indem der Wasserauslass den stutzenförmigen Fortsatz umgibt, der den Reinfluidauslass umgibt.

Alternativ oder ergänzend zu einer Variante mit einem gehäuseseitigen Rückschlagventil ist ein Rückschlagventil an der Fluidleitung, welche vorzugsweise elementfest ausge- bildet ist, befestigt. Besonders kompakt ist eine Bauart, bei welcher das Rückschlagventil in die Fluidleitung integriert ist.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Filtersystem, insbesondere Kraftstofffilter, mit einem ersten Fluidpfad zum Filtern eines ersten Fluids, insbesondere zum Filtern von Kraftstoff, und einem zweiten Fluidpfad mit einer Fluidleitung zur Führung eines zweiten Fluids, insbesondere zur Entlüftung des Filtersystems, wobei in der Fluidleitung des zweiten Fluids ein Rückschlagventil angeordnet ist, welches das Rückschlagventil sperrt, wenn ein Fluss des ersten Fluids durch das Filterelement unterbrochen wird oder ist, wobei das Filtersystem mit einem Filterelement gemäß den vorstehend und nachfol- gend erläuterten Varianten ausgestattet ist.

Im Falle eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels des Filtersystems ist das Rückschlagventil oberhalb des Filtermedienkörpers des Filterelements angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Rückschlagventil an einem Gehäusedeckel des Filtersystems befestigt ist. Dies kann lösbar oder unlösbar mit den Gehäusedeckel verbunden sein, z. B. mit diesem verschnappt sein.

Vorzugsweise weist das Rückschlagventil eine Ausnahme für einen elementseitigen Rückschlagventilanschluss auf.

Günstigerweise kann das Filterelement wenigstens einseitig mit einem Deckel bzw. einer Endscheibe versehen sein, wobei die Fluidleitung durch den Deckel zugängig sein kann und das Rückschlagventil oberhalb oder im Deckel angeordnet sein kann. Auf die- se Weise ist eine einfache Montage und auch eventuelle Austauschbarkeit des Rückschlagventils im Fehlerfall gegeben.

Eine weitere vorteilhafte Gestaltungsmöglichkeit ist, das Filterelement so auszuführen, dass ein Rückschlagventil alternativ oder zusätzlich innerhalb der Fluidleitung angeord- net ist. Die Fluidleitung, die häufig in einem Stützrohr des Filterelements realisiert sein kann, kann so direkt mit dem Rückschlagventil abgeschlossen werden, was die Anzahl der Bauteile reduzieren und die Montage weiter vereinfachen kann.

Generell kann es von Vorteil sein, dass das Rückschlagventil mit einer Schnappverbin- dung befestigbar und mit einer O-Ring-Dichtung abdichtbar ist. Das Rückschlagventil, das in dieser Ausgestaltung günstigerweise in einem Ventilträger angeordnet sein kann, kann so bei der Montage leicht eingesetzt werden. Beispielsweise kann der Deckel des Filterelements über die Schnappverbindung das Rückschlagventil festhalten, und ein Gehäusedeckel des Filtersystems kann ebenfalls über die Schnappverbindung gehalten werden. Außerdem lässt sich das Rückschlagventil durch eine solche, über eine O- Ring-Dichtung abgedichtete Anordnung in einem Fehlerfall des Rückschlagventils leicht austauschen.

Günstigerweise kann das Filterelement hohizylinderförmig ausgeführt sein und der erste Fluidpfad radial durch einen Filterwandbereich des Filtermedienkörpers des hohlzylin- derförmigen Filterelements führen. Vorteilhaft kann der erste Fluidpfad radial von außen nach innen in das Filterelement führen. Diese Anordnung lässt einen Zufluss beispielsweise von Kraftstoff von außen über den Durchmesser des Filterelements zu. Der Kraftstoff kann dann das Filterelement nach innen durchströmen und über den Innenteil des Filterelements in die Kraftstoffführung einer Brennkraftmaschine abgeführt werden.

Vorteilhafterweise kann der zweite Fluidpfad ebenfalls im Inneren des Filterelements verlaufen, wobei für die Luftführung ein separates Rohr vorzusehen ist, das beispielsweise, um Bauteile zu sparen und die Komplexität des Filterelements zu verringern, in einem zentralen Stützrohr des Filterelementes realisiert sein kann.

Wie bereits erwähnt, kann günstigerweise der erste Fluidpfad zum Filtern von Kraftstoff dienen. Auch ist der Einsatz einer solchen Konfiguration beim Einsatz von Ölfiltern denkbar. Natürlich werden Filtersysteme für andere flüssige Fluide, die gefiltert werden müssen, üblicherweise Entlüftungssysteme vorsehen, so dass der Einsatz eines solchen Rückschlagventils auch beim Filtern anderer Fluide denkbar ist.

Ebenfalls bereits erwähnt wurde, dass der zweite Fluidpfad zur Entlüftung eines Kraftstoffführungssystems einer Brennkraftmaschine dienen kann. Gerade bei Brennkraft- maschinen, bei denen der Startvorgang in relativ kurzer Zeit erfolgen sollte, wie beim Start/Stopp-Betrieb heutiger Brennkraftmaschinen, ist ein solches Entlüftungssystem von großem Vorteil, da es den Kraftstoff bei abgeschalteter Brennkraftmaschine im Filtersystem hält und so kurze Startzeiten ermöglicht.

Eine weitere günstige Ausgestaltung kann eine Anordnung der Fluidleitung in einem Stützrohr zur Aufnahme des Filterelements vorsehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen beispielhaft

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem nach einem Ausführungsbeispiel für die Kraftstofffilterung in einem Kraftfahrzeug;

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des oberen Teils des Längsschnitts von Fig. 1 mit

Details zur Anordnung eines Rückschlagventils in einem Deckel eines Filterelementes;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem nach einem anderen Ausführungsbeispiel für die Kraftstofffilterung in einem Kraftfahrzeug mit einer direkten Anordnung eines Rückschlagventils in einer Fluidleitung;

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht des oberen Teils des Längsschnitts von Fig. 3 mit

Details zur Anordnung eines Rückschlagventils in einer Fluidleitung;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem nach einem weiteren Ausführungsbeispiel für die Kraftstofffilterung in einem Kraftfahrzeug mit einer direkten Anordnung eines Rückschlagventils in einer Fluidleitung;

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht des oberen Teils des Längsschnitts von Fig. 5 mit

Details zur Anordnung eines Rückschlagventils in einer Fluidleitung;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem nach einem weiteren Ausführungsbeispiel für die Kraftstofffilterung in einem Kraftfahrzeug mit einer Anordnung eines Rückschlagventils an einem Gehäusedeckel ; Fig. 8 einen Längsschnitt durch das Filterelement des Filtersystems gemäß Fig.

7 und

Fig. 9 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem nach einem weiteren Ausführungsbeispiel für die Kraftstofffilterung in einem Kraftfahrzeug mit einer Anordnung eines Rückschlagventils in der elementfesten Fluidleitung.

Ausführungsformen der Erfindung

In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verste- hen.

Die Erfindung ist anhand eines Kraftstofffilters dargestellt, kann jedoch auch für andere Filtersysteme mit entsprechender Anpassung der Konstruktion vorgesehen sein. Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Filtersystem 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung für die Kraftstofffilterung in einem Kraftfahrzeug. Das Filtersystem 100 besteht aus einem zentralen Gehäuse aus zwei Teilen, einem oberen Teil 102 und einem unteren Teil 104. In dem Gehäuse sitzt zentral angeordnet ein hohlzylinderför- miges Filterelement 10, das entsprechend dem mit einem Pfeil gekennzeichneten ers- ten Fluidpfad 12 radial von außen nach innen von dem ersten Fluid, insbesondere Kraftstoff, durchströmt wird, das dabei gefiltert wird. Die Filterung findet dabei im Filterwandbereich eines Filtermedienkörpers des hohlzylinderförmigen Filterelements 10 statt. Der Filtermedienkörper weist z. B. durch eine sterngefaltete Filtermedienbahn auf, die zur Partikelfiltration dient. Innerhalb der sterngefalteten Filtermedienbahn ist beispielsweise ein gewickeltes Koaleszermedium vorgesehen. Auf das Koaleszermedium folgt in Durchströmungsrichtung ein unterhalb der sterngefalteten Filtermedienbahn und des Koaleszermediums angeordnetes Wasserabscheideelement mit z. B. einem hydrophoben Siebgewebe. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine umgekehrte Strömungsrichtung von innen nach außen mit entsprechender Anpassung der Positionen der entsprechenden Komponenten denkbar. Das Filterelement 10 ist wechselbar ausgeführt. Das Filtersystem 100 kann beispielsweise über das zweigeteilte Gehäuse 102, 104 zum Wechseln geöffnet werden. Über den Innenbereich 36 des Filterelements 10 fließt das gefilterte Fluid nach unten ab und wird weiter beispielsweise zum Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine gefördert. Am oberen Ende des Filterelements 10 ist eine Endscheibe bzw. ein Deckel 20 angebracht, der flächig auf dem Filterelement 10 dicht aufliegt und an den sich im Innenbereich 36 des Filterelements eine Fluidleitung 16 anschließt. Die Fluidleitung 16 ist günstigerweise gleichzeitig als Teil eines Stützrohrs 24 des Filtersystems 100 ausgeführt, um eine konstruktionsmäßige Aufnahme für das Filterelement 10 darzustellen. Im Deckel 20 ist zentral ein Rückschlagventil 18 angeordnet. Ein zweiter Fluidpfad 14, der zur Entlüftung des Filtersystems 100 dienen kann, führt so über den Außenbereich 44 des Filterelements 10 in das Rückschlagventil 18 und durch eine Bohrung 38 im Deckel 20, die als Drosselbohrung zur Einstellung eines definierten Strömungswiderstandes dient und vorzugsweise in der Größenordnung 0,5 mm ausgeführt ist, in die Fluidleitung 16. Von einem Tanksystem mit dem Kraftstoff mitgeförderte Luft kann so über das Rückschlagventil 18 und die Fluidleitung 16 über einen Auslass 40 wieder aus dem Filtersystem 100 herausgeführt werden. Wird eine an das Filtersystem 100 angeschlossene Brennkraftmaschine abgestellt, beispielsweise in einem Start/Stopp-Betrieb, und demzufolge kein Kraftstoff aus dem entsprechenden Tanksystem nachgeliefert, so kann sich das Rückschlagventil 18 schließen. Damit bleibt der Druck im Filterelement 10 erhalten, und der Kraftstoff verbleibt im Filtersystem 1 00. Dadurch sind die Voraussetzungen für einen schnellen Start der Brennkraftmaschine gegeben. Nach dem Wiederöffnen des Rückschlagventils 18 kann die Entlüftung des Filtersystems 100 wieder in Funktion treten.

Figur 2 stellt eine vergrößerte Ansicht des oberen Teils des Längsschnitts von Figur 1 mit Details zur Anordnung des Rückschlagventils 18 in dem Deckel 20 des Filterelements 10 dar. Das Rückschlagventil 18 selbst ist mit seinem Ventilkörper 30 in einen Ventilträger 32 eingebettet, beispielsweise eingepresst. Der Ventilträger 32 seinerseits ist über eine O-Ring-Dichtung 34 in eine entsprechende Aufnahme 42 des Deckels 20 eingesetzt und stellt so eine dichte Verbindung zum Deckel 20 her. Der Deckel 20 wiederum sitzt dicht auf dem Filterelement 10 und hat über die Bohrung 38 Verbindung zu dem als Fluidleitung 16 ausgeführten Stützrohr 24. Der Ventilkörper 30 zeigt im Schnitt die übliche Ausführung eines Rückschlagventils mit einer Kugel 26, die über eine Feder 28 in einen Ventilsitz gedrückt wird. Der zweite Fluidpfad 14 zur Entlüftung des Filtersystems 100 führt so über den Außenbereich 44 des Filterelements 10 durch das Rückschlagventil 18 über die Bohrung 38 in die Fluidleitung 16 des Stützrohrs 24. In Figur 3 ist ein Längsschnitt durch ein Filtersystem 100 nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung für die Kraftstofffilterung in einem Kraftfahrzeug mit einer direkten Anordnung eines Rückschlagventils 18 in einer Fluidleitung 16 dargestellt. Der Aufbau des Filtersystems 100 ist ähnlich wie bei dem in Figur 1 dargestellten Filtersystem mit einer Strömungsrichtung von außen nach innen, die durch radiale Pfeile von außen nach innen durch das Filterelement 10 angedeutet ist.

Ein hohlzylinderförmiges Filterelement 10 ist in einem zweiteiligen Gehäuse 102, 104 angeordnet, wobei das Filterelement 10 wechselbar ausgeführt sein kann. Das Filtersystem 100 kann beispielsweise über das zweigeteilte Gehäuse 102, 104 zum Wech- sein geöffnet werden. Ein erster Fluidpfad 12 zeigt den Weg des zu filternden ersten Fluids, beispielsweise Kraftstoff, von einem Außenbereich 44 des Filterelements 10 radial durch den Umfang in einen Innenbereich 36. Im Unterschied zu dem in Figur 1 dargestellten Filtersystem ist hier jedoch das Rückschlagventil 18 direkt in der Fluidleitung, die wiederum als Stützrohr 24 ausgebildet ist, angeordnet. Das Filterelement 10 ist über das Stützrohr 24 gesteckt und schließt mit dem Stützrohr 24 über ein Dichtelement 34 radial dicht ab. Der zweite Fluidpfad 14 zur Entlüftung des Filtersystems 100 führt in analoger Weise zur Figur 1 vom Außenbereich 44 des Filterelements 10 durch das Rückschlagventil 18 in die Fluidleitung 16, die ebenfalls in einen (nicht dargestellten) Auslass mündet.

Figur 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht des oberen Teils des Längsschnitts von Figur 3 mit Details zur Anordnung des Rückschlagventils 18 in der Fluidleitung 16. Das Rückschlagventil 18 ist mit seinem Ventilkörper 30 direkt in die Fluidleitung 16, die als Stützrohr 24 ausgebildet und gegenüber dem Filterelement 10 mit einem Dichtelement 34 radial abgedichtet ist, eingesetzt, beispielsweise eingepresst. Der zweite Fluidpfad 14 zur Entlüftung des Filtersystems 100 führt so in analoger Weise zu dem in Figur 1 dargestellten Filtersystem vom Außenbereich des Filterelements 10 über das Rückschlagventil 18, dessen Funktion durch eine über eine Feder 28 in einen Ventilsitz gepresste Kugel 26 dargestellt wird, über eine Bohrung 38, die als Drosselbohrung zur Einstellung eines definierten Strömungswiderstandes dient und vorzugsweise in der Größenordnung von typischerweise etwa 0,5 mm ausgeführt ist, in das als Fluidleitung ausgebildete Stützrohr 24, von wo die Luft in das Tanksystem wieder zurückgeleitet werden kann. Die Funktionsweise des Rückschlagventils 18 erfolgt in analoger Weise zu dem in Figur 1 dargestellten Filtersystem. Wird eine an das Filtersystem 100 angeschlossene Brennkraftmaschine, beispielsweise in einem Start/Stopp-Betrieb, abgestellt und demzufolge kein Kraftstoff aus einem Tanksystem nachgeliefert, so kann sich das Rückschlagventil 18 schließen. Damit bleibt der Druck im Filterelement 10 erhalten, der Kraftstoff bleibt im Filtersystem 100. Dadurch sind die Voraussetzungen für einen kurz- zeitigen Start der Brennkraftmaschine gegeben. Nach Wiederöffnen des Rückschlagventils 18 kann die Entlüftung des Filtersystems 100 wieder in Funktion treten.

In Figur 5 ist ein Längsschnitt durch ein Filtersystem 100 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung für die Kraftstofffilterung in einem Kraftfahrzeug mit einer direkten Anordnung eines Rückschlagventils 18 in einer Fluidleitung 16 dargestellt. Der Aufbau des Filtersystems 100 ist ähnlich wie bei dem in Figur 3 dargestellten Filtersystem mit einer Strömungsrichtung von außen nach innen, die durch Pfeile von außen nach innen in das Filterelement 10 angedeutet ist, und unterscheidet sich von dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel durch ein im oberen Teil anders ausgebilde- tes Stützrohr 24, das eine Fluidleitung 16 mit deutlich größerem Durchmesser als die in Figur 3 gezeigte Fluidleitung 16 und damit ein besseres Entlüftungsverhalten aufweist. Das sonstige funktionale Verhalten des Filtersystems 100 nach dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel.

Ein hohlzylinderförmiges Filterelement 10 ist in einem zweiteiligen Gehäuse 102, 104 angeordnet, wobei das Filterelement 10 wechselbar ausgeführt sein kann. Das Filtersystem 100 kann beispielsweise über das zweigeteilte Gehäuse 102, 104 zum Wechseln geöffnet werden. Ein erster Fluidpfad 12 zeigt den Weg des zu filternden ersten Fluids, beispielsweise Kraftstoff, von einem Außenbereich 44 des Filterelements 10 radial durch den Umfang in einen Innenbereich 36. Wie bei dem in Figur 3 dargestellten Filtersystem ist hier das Rückschlagventil 18 direkt in der Fluidleitung, die als zweiteiliges Stützrohr 24 ausgebildet ist, angeordnet. Das Rückschlagventil 18 sitzt im oberen Teil des Stützrohrs 24. Das Filterelement 10 ist über das Stützrohr 24 gesteckt und schließt mit dem Stützrohr 24 über ein Dichtelement 34 radial dicht ab. Der zweite Fluid- pfad 14 zur Entlüftung des Filtersystems 100 führt in analoger Weise zur Figur 3 vom Außenbereich 44 des Filterelements 10 durch das Rückschlagventil 18 in die Fluidlei- tung 16, die in einen Auslass 40 mündet.

Figur 6 zeigt eine vergrößerte Ansicht des oberen Teils des Längsschnitts von Figur 5 mit Details zur Anordnung des Rückschlagventils 18 in der Fluidleitung 16. Das Rückschlagventil 18 ist mit seinem Ventilkörper 30 direkt in die Fluidleitung 16, die als oberes Teil des Stützrohrs 24 ausgebildet und gegenüber dem Filterelement 10 mit einem Dichtelement 34 radial abgedichtet ist, eingesetzt, beispielsweise eingepresst. Der zweite Fluidpfad 14 zur Entlüftung des Filtersystems 100 führt so in analoger Weise zu dem in Figur 3 dargestellten Filtersystem vom Außenbereich des Filterelements 10 über das Rückschlagventil 18, dessen Funktion durch eine über eine Feder 28 in einen Ventilsitz gepresste Kugel 26 dargestellt wird, über eine Bohrung 38, die als Drosselboh- rung zur Einstellung eines definierten Strömungswiderstandes dient und vorzugsweise in der Größenordnung von typischerweise etwa 0,5 mm ausgeführt ist, in das als Fluidleitung 16 ausgebildete Stützrohr 24, von wo die Luft in das Tanksystem wieder zurückgeleitet werden kann. Die Funktionsweise des Rückschlagventils 18 erfolgt in analoger Weise zu dem in Figur 3 dargestellten Filtersystem. Wird eine an das Filtersystem 100 angeschlossene Brennkraftmaschine, beispielsweise in einem Start/Stopp-Betrieb, abgestellt und demzufolge kein Kraftstoff aus einem Tanksystem nachgeliefert, so kann sich das Rückschlagventil 18 schließen. Damit bleibt der Druck im Filterelement 10 erhalten, der Kraftstoff bleibt im Filtersystem 1 00. Dadurch sind die Voraussetzungen für einen kurzzeitigen Start der Brennkraftmaschine gegeben. Nach Wiederöffnen des Rückschlagventils 18 kann die Entlüftung des Filtersystems 100 wieder in Funktion treten.

In Figur 7 ist ein Längsschnitt durch ein Filtersystem 100 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung für die Kraftstofffilterung in einem Kraftfahrzeug mit einer Anordnung eines Rückschlagventils 18 an einem Gehäusedeckel 102 dargestellt. In dem Gehäuse 102, 104 des Filtersystems 100 ist ein wechselbares Filterelement 10 angeordnet. Ein erster Fluidpfad 12 zeigt den Weg des zu filternden ersten Fluids, beispielsweise Kraftstoff, von einem Außenbereich 44 des Filterelements 10 radial durch einen Filtermedienkörper 1 19 des Filterelements 10 in einen Innenbereich 36. Das Rückschlagventil 18 ist oberhalb des Filtermedienkörpers 1 19 des Filterelements 10 angeordnet und mittels einer Schnappverbindung 120 am Gehäusedeckel 102 befestigt. Das Rückschlagventil 18 weist eine Aufnahme 121 für einen elementseitigen Rück- schlagventilanschluss 122 auf. Der zweite Fluidpfad 14 zur Entlüftung des Filtersystems 100 führt vom Außenbereich 44 des Filterelements 10 durch das Rückschlagventil 18 in die elementfeste Fluidleitung 16, die in einen Auslass 40 in Form eines gehäuseseitigen Abströmkanals mündet. Generell entspricht die Funktionsweise des Rückschlagventils 18 denjenigen der bereits beschriebenen Ausführungsbeispiele. Die Fluidleitung 16 ist Teil des wechselbaren Filterelements 10. Sie verläuft von der Stirnseite des Filterelements 10, welche im montierten Zustand oben angeordnet ist, zur gegenüberliegenden unteren Stirnseite durch den von dem Filtermedienkörper 1 19 umgebenen Innenbereich 36. Der Filtermedienkörper 1 19 weist ähnlich wie das Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 eine sterngefaltete Filtermedienbahn 123 auf, die zur Partikelfiltration dient. Innerhalb der sterngefalteten Filtermedienbahn 123 ist ebenfalls ein gewickeltes Koaleszermedium 124 vorgesehen. Auf das Koaleszermedium 124 folgt in Durchströmungsrichtung wiederum ein Wasserabscheideelement 125 mit z. B. einem hydropho- ben Siebgewebe, das aber innerhalb des Koaleszermediums 124 bzw. auf dessen Höhe angeordnet ist. Zwischen dem Koaleszermedium 124 und dem Wasserabscheideelement 125 ist ein Wasserausfällringspalt 126 ausgebildet. Der Wasserausfällringspalt 126 ist nach unten mit einem Wassersammelbereich 127 des Filtersystems 100 verbunden. Der von dem Wasserabscheideelement 125 umgebene Innenbereich 36 ist an der unteren Stirnseite mit einem Reinkraftstoffauslass 128 versehen.

In Fig. 8 ist das Filterelement 10 des Filtersystems 100 gemäß Fig. 7 in Alleinstellung dargestellt. Der Rückschlagventilanschluss 122 ist als stutzenförmiger Fortsatz der Fluidleitung 16 ausgebildet, welcher an der oberen Stirnseite des Filterelements 10 vor- steht und koaxial zu der Elementlängsachse 129 angeordnet ist. Er ist mit einem radial nach außen gerichteten Dichtungselement in Form eines aufgezogenen O-Rings 130 zum Abdichten gegenüber dem Rückschlagventil 18 versehen.

Auf der unteren Stirnseite weist das Filterelement 10 einen Abströmanschluss 131 auf, mittels dessen die Fluidleitung 16 bei der Montage des Filterelements 10 in dem Geis häuse 102, 104 des Filtersystems 100 an den Ablass 40 anschließbar ist. Der Abström- anschluss 131 ist ebenfalls als stutzenförmiger Fortsatz der Fluidleitung 16 ausgebildet, welcher koaxial zu der Elementlängsachse 129 angeordnet ist. Er weist ein umlaufendes, radial nach außen gerichtetes Dichtungselement in Form eines aufgezogenen O- Rings 132 auf.

Des Weiteren weist das Filterelement 10 an der unteren Stirnseite zwei umlaufende Dichtungselemente 133, 134 auf, wobei das Dichtungselement 133 radial nach außen gerichtet und das Dichtungselement 134 radial nach innen gerichtet ist. Das Dichtungs- element 133 liegt an der Gehäuseinnenwand an und dient zur Abdichtung von dem äußeren Ringraum 44 zu einem als Rinne ausgebildeten Leerlaufbereich 135 (Fig. 7). Das andere Dichtungselement 134 liegt an einem Gehäusestutzen 136 an und dient zur Abdichtung des Wassersammelbereichs 127 gegenüber dem Leerlaufbereich 135. Der elementseitige Reinkraftstoffauslass 128 ist mit einem stutzenförmigen Fortsatz 137 umgeben, der zusätzlich den Abströmanschluss 131 umgibt und auf einen gehäusesei- tigen Stutzen 138 aufgesteckt ist.

In Figur 9 ist ein Längsschnitt durch ein Filtersystem 100 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung für die Kraftstofffilterung in einem Kraftfahrzeug mit einer Anordnung eines Rückschlagventils 18 in der elementfesten Fluidleitung 16 dargestellt. Die Fluidleitung 16 ist in diesem Beispiel aus einem durch am Deckel 20 des Filterelements 10 vorgesehenen Abschnitt 141 und einem im Innenbereich des Filtermedienkörpers 1 19 verlaufenen Abschnitts 142 gebildet. Die Fluidleitung 16 wird wie bei dem Beispiel gemäß Fig. 7 gemeinsam mit dem Filterelement 10 ausgewechselt, wobei zu- gleich das in dem Abschnitt 141 integrierte Rückschlagventil 18 mitausgewechselt wird. Das Filtersystem 100 nach Fig. 9 ähnelt den anderen Ausführungsbeispielen in Aufbau und Funktionsweise, so dass im Übrigen auf die vorstehenden Erläuterungen verwiesen wird, wobei sich vorteilhafte Unterschiede auch aus der Fig. 9 ergeben.

Claims

Ansprüche Filterelement (10) für ein Filtersystem (100), insbesondere für einen Kraftstofffilter (100), mit einem ersten Fluidpfad (12) zum Filtern eines ersten Fluids, insbesondere zum Filtern von Kraftstoff, und einem zweiten Fluidpfad (14) mit einer Fluidleitung (16) zur Führung eines zweiten Fluids, insbesondere zur Entlüftung des Filtersystems, wobei in dem zweiten Fluidpfad (14) ein Rückschlagventil (18) angeordnet ist, welches Rückschlagventil (18) sperrt, insbesondere wenn eine vorgegebene Systemdruckuntergrenze unterschritten wird und/oder ein Fluss des ersten Fluids durch das Filterelement (10) unterbrochen wird oder ist, wobei das Filterelement (10) wechselbar in dem Gehäuse des Filtersystems (100) anordenbar ist und einen Filtermedienkörper (1 19) aufweist, durch welchen der erste Fluidpfad (12) führt ist.

Filterelement (10) nach Anspruch 1 , wobei das Filterelement (10) die Fluidleitung (16) aufweist, die insbesondere von einer Stirnseite des Filterelements (10) zur gegenüberliegenden Stirnseite des Filterelements (10) führt, vorzugsweise durch einen von dem Filtermedienkörper (1 19) umgebenen Innenbereich (36).

Filterelement (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Filterelement (10) einen Rückschlagventilanschluss (122) aufweist, mittels dessen die Fluidleitung (16) bei der Montage des Filterelements (10) in dem Gehäuse (102, 104) des Filtersystems (100) an das Rückschlagventil (18) anschließbar ist.

Filterelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rückschlagventilanschluss (122) als stutzenförmiger Fortsatz der Fluidleitung (16) ausgebildet ist, welcher insbesondere an einer Stirnseite des Filterelements (10) vorsteht und/oder insbesondere koaxial zu einer Elementlängsachse (129) angeordnet ist.

Filterelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rückschlagventilanschluss (122) ein Dichtungselement (130) zur dichtenden Anlage an das Rückschlagventil (18) aufweist, das insbesondere ein umlaufendes, radial nach außen gerichtetes Dichtungselement (130) ist.

Filterelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Filter- element (10) einen Abströmanschluss (131 ) aufweist, mittels dessen die Fluidlei- tung (16) bei der Montage des Filterelements (10) in dem Gehäuse (102, 104) des Filtersystems (100) an einen gehäuseseitigen Abströmkanal (40) anschließbar ist.

Filterelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abströmanschluss (131 ) als stutzenförmiger Fortsatz der Fluidleitung (16) ausgebildet ist, welcher insbesondere koaxial zu einer Elementlängsachse (129) angeordnet ist.

Filterelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abströmanschluss (131 ) ein Dichtungselement (132) zur dichtenden Anlage an den gehäuseseitigen Abströmkanal (40) aufweist, das insbesondere ein umlaufendes, radial nach außen gerichtetes Dichtungselement (131 ) ist.

Filterelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Filterelement (10) im Bereich derjenigen Stirnseite, welche bei montiertem Filterelement (10) unten angeordnet ist, zwei umlaufende Dichtungselemente (133, 134) aufweist, wobei insbesondere eines der Dichtungselemente (133) oder beide radial nach außen gerichtet und/oder eines der Dichtungselemente (134) oder beide radial nach innen gerichtet ist.

Filterelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Filterelement (10) im Bereich derjenigen Stirnseite, an welcher der Abströmanschluss (131 ) angeordnet ist, einen Reinfluidauslass (128) aufweist, welcher insbesondere mit einem stutzenförmigen Fortsatz (137) versehen ist, der vorzugsweise den Abströmanschluss (131 ) umgibt.

Filterelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Filterelement (10) im Bereich derjenigen Stirnseite, an welcher der Abströmanschluss (131 ) angeordnet ist, einen Wasserauslass (140) für aus dem ersten Fluid abgeschiedenes Wasser aufweist, welcher insbesondere einen stutzenförmigen Fortsatz (137) umgibt, vorzugsweise den stutzenförmigen Fortsatz (137) nach Anspruch 10, der den Reinfluidauslass (128) umgibt.

Filterelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rückschlagventil (18) an der Fluidleitung (16) befestigt, insbesondere in die Fluidlei- tung (16) integriert ist.

Filtersystem (100), insbesondere Kraftstofffilter (100), mit einem Filterelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, einem ersten Fluidpfad (12) zum Filtern eines ersten Fluids, insbesondere zum Filtern von Kraftstoff, und mit einem zweiten Fluidpfad (14) mit einer Fluidleitung (16) zur Führung eines zweiten Fluids, insbesondere zur Entlüftung des Filtersystems, wobei im zweiten Fluidpfad (14) ein Rückschlagventil (18) angeordnet ist, welches Rückschlagventil (18) sperrt, wenn ein Fluss des ersten Fluids durch das Filterelement (10) unterbrochen wird oder ist.

Filtersystem (100) nach Anspruch 13, wobei das Rückschlagventil (18) oberhalb des Filtermedienkörpers (1 19) des Filterelements (10) angeordnet ist.

Filtersystem (100) nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Rückschlagventil (18) an einem Gehäusedeckel (102) des Filtersystems (100) befestigt ist, und vorzugsweise eine Aufnahme (121 ) für einen elementseitigen Rückschlagventilan- schluss (122) aufweist.