WO2018146102A1 - Fluidfilter mit einem filtereinsatz mit einem vor- und einem hauptfilterelement - Google Patents

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WO2018146102A1
WO2018146102A1 PCT/EP2018/052969 EP2018052969W WO2018146102A1 WO 2018146102 A1 WO2018146102 A1 WO 2018146102A1 EP 2018052969 W EP2018052969 W EP 2018052969W WO 2018146102 A1 WO2018146102 A1 WO 2018146102A1
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WO
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filter
fluid
housing
prefilter
outlet
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Application number
PCT/EP2018/052969
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Christoph Baumann
Jonas Eble
Lars Spelter
Original Assignee
Mann+Hummel Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D36/00—Filter circuits or combinations of filters with other separating devices
    • B01D36/003—Filters in combination with devices for the removal of liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D27/00—Cartridge filters of the throw-away type
    • B01D27/14—Cartridge filters of the throw-away type having more than one filtering element
    • B01D27/146—Cartridge filters of the throw-away type having more than one filtering element connected in series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/50—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition
    • B01D29/56—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition in series connection
    • B01D29/58—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition in series connection arranged concentrically or coaxially
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/29—Filter cartridge constructions
    • B01D2201/291—End caps
    • B01D2201/298—End caps common to at least two filtering elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/46—Several filtrate discharge conduits each connected to one filter element or group of filter elements

Definitions

  • the invention relates to a fluid filter, in particular for fuel or oil, with a filter housing and with a filter housing arranged interchangeable filter cartridge with a prefilter and a main filter element, which are arranged one above the other in the filter housing in the direction of the longitudinal axis of the filter housing.
  • the invention also relates to a filter cartridge.
  • a fuel filter with three ring filter elements is known, which are arranged coaxially to one another, and wherein at least two of the ring filter elements are arranged offset from each other in the axial direction.
  • the ring filter elements are connected in series and can be flowed through successively by the fluid to be filtered.
  • WO 2007/128 306 A2 discloses a liquid filter for an internal combustion engine, which has a filter housing with a filter insert arranged interchangeably therein. In a maintenance position, a clean oil pipe is raised relative to the filter housing so that oil in the filter housing can flow into a drainage channel of the filter housing.
  • DE 10 2015 003 165 A1 discloses a fuel filter with a filter housing and a filter element that can be interchangeably arranged in the filter housing, in which a main filter element and a prefilter element are arranged one above the other in the longitudinal direction.
  • the filter housing has a prefilter drain and a main filter drain.
  • the filter system is transferred to a drainage position, wherein a raw side of the pre-filter element with the pre-filter and a raw side of the main filter element are fluidly connected to the main filter outlet.
  • the filter cartridges of fluid filters must be replaced at certain time intervals.
  • the known filters such as fuel or oil filters, in particular for internal combustion engines, have a complex structure of their filter housing and allow only laborious replacement of the filter cartridge.
  • multi-stage filters ie filters with a plurality of filter elements connected in series, it often takes a very long time in practice until fluid in the filter housing has run out.
  • the object of the invention is therefore to provide an aforementioned fluid filter and a filter insert, which allow a simplified and quick replacement of the filter insert.
  • the fluid filter according to the invention may in particular be designed as a fuel filter or as an oil filter, in particular for an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the fluid filter comprises a filter housing.
  • a filter cartridge is arranged interchangeably.
  • the filter cartridge has a prefilter element and a main filter element.
  • the prefilter element and the main filter element are serially, ie successively, by the fluid to be filtered flowed through. Due to the multi-stage filtration of the fluid, particularly good separation rates can be achieved and / or large volume flows of the fluid to be filtered can be established through the filter.
  • the prefilter element and the main filter element are arranged one above the other in the direction of the longitudinal axis of the filter housing.
  • the main filter element can be arranged above or below the prefilter element. This allows a particularly compact construction of the fluid filter. In particular, a required for the installation of the fluid filter Space requirements are reduced in a direction radial to the longitudinal axis of the filter housing.
  • the longitudinal axis of the filter housing can coincide with the longitudinal axis of the filter insert when it is arranged in the filter housing.
  • the longitudinal axis of the filter housing is typically vertical or approximately vertically aligned during operation of the fluid filter. A deviation of the longitudinal axis from the vertical is preferably at most 30 °, more preferably at most 20 °, most preferably at most 10 °.
  • the prefilter element can be arranged above or below the main filter element.
  • the fluid filter can be flowed through from top to bottom or vice versa of the fluid.
  • the filter element with the prefilter element and the main filter element forms a jointly manageable (construction) unit. It only needs the filter cartridge to be replaced as a unit comprising the pre- and main filter element.
  • the filter housing has a prefilter outlet for the prefilter element and a main filter outlet for the main filter element, which is designed separately for the prefilter outlet. For the two filter elements of the filter cartridge is thus each a separate (fluid) flow available. As a result, the emptying of the filter element can be accelerated before the filter cartridge is replaced with a new filter cartridge.
  • the prefilter outlet and the main filter outlet are closed in a fluid-tight manner.
  • no fluid can flow out of the processes when the filter cartridge is in the operating position in the filter housing.
  • the two processes are fluid-tightly sealed by the filter insert arranged in the operating position filter insert. It is thus ensured in a simple and reliable manner that the processes in the filter operation of the fluid filter are sealed fluid-tight.
  • the filter insert can be transferred by an axially directed moving out of the filter insert from its operating position into a drainage position. This can be done, for example, by unscrewing a filter bowl closing a filter housing cover.
  • the filter insert is held in this case on the housing cover tensile strength, such as by being connected thereto via a snap, snap or bayonet connection.
  • a raw side of the prefilter element with the prefilter outlet and a raw side of the main filter element with the main filter outlet are fluidly connected.
  • the filter medium of a respective filter element fluidly upstream filter housing volume is understood.
  • the fluid prefiltered by the prefilter element flows to the main filter element on the raw side of the main filter element.
  • the fluid arranged in the filter housing can be rapidly removed from the filter housing.
  • the filter insert does not have to be removed from fluid in the filter housing or the replacement filter insert must be inserted into it.
  • the prefilter drain is preferably arranged below the prefilter element and the main filter drain preferably below the main filter element. This allows an automatic emptying of the fluid from the filter housing under the influence of gravity. Overall, the replacement of the filter cartridge with the prefilter element and the main filter element is simplified and accelerated in the fluid filter according to the invention.
  • the filter insert sealingly abuts in its operating position in the filter housing on the filter housing to close the prefilter and the main filter flow fluid-tight.
  • the sealing of the processes in this case is thus effected by the filter insert itself.
  • the filter element may preferably have one or more sealing elements.
  • a seat or a receptacle for one or more sealing elements can be integrated directly into the end plates provided with the sealing element.
  • the prefilter outlet and the main filter outlet according to the invention are sealed against each other in the drainage position of the filter insert. This can be done by a sealing Installation of the filter insert on the filter housing causes his. As a result, a transfer of unfiltered fluid from the raw side of the prefilter element to the raw side of the main filter element can be avoided. It can thus be avoided entry of higher-grade contaminants to the main filter element. In other words, it is ensured that even in the drainage position of the filter cartridge unfiltered fluid can not penetrate into areas that come into contact only with prefiltered fluid during operation.
  • the filter housing according to the invention may have a housing bottom with an end-side axial outlet for the fluid. Through the axial outlet, filtered fluid can be removed from the housing along the longitudinal axis of the lower filter element.
  • the axial outlet is sealed in the drainage position of the filter cartridge with respect to the prefilter outlet and the main filter outlet. It can thus be further avoided that in the drainage position of the filter insert contaminants reach the clean-side axial outlet.
  • the axial outlet is preferably arranged centrally on the housing bottom, in particular coaxially with the longitudinal axis of the filter housing.
  • the end-side axial outlet is encompassed by a ring nozzle of the filter housing arranged in the filter housing.
  • the filter insert is in the operating and also in the drainage position, preferably with an end plate of the pre or main filter element, sealingly against the annular neck of the filter housing. In this way, it can be ensured that, both in the operating and drainage positions, no fluid passes from the raw side of the filter element at the bottom to the clean-side axial outlet.
  • the annular nozzle may preferably be arranged coaxially to the longitudinal axis of the filter housing and / or to the axial outlet.
  • the annular nozzle extends from the housing bottom into the interior of the filter housing, preferably parallel to the longitudinal axis of the filter housing. The annular nozzle thus shields the axial outlet in a direction radial to the longitudinal axis.
  • the filter housing may have a filter cup with a gradually tapering from an insertion of the filter housing in the direction of its housing bottom inner diameter.
  • the filter housing can thereby in the region of its inner wall sealing surface portions for the sealing system, in particular the end plates of the filter insert form, which are less widely spaced with increasing distance from the insertion of the filter housing in the direction of the housing bottom of the longitudinal axis of the filter cartridge.
  • the sealing elements of the filter insert are spaced at different distances from one another in a corresponding manner to the longitudinal axis of the fuel filter insert and in the operating state of the fluid filter in the filter housing seal against the sealing surface sections.
  • the filter insert can be used by friction on the housing inner wall in its operating position in the filter housing without unnecessary overuse of its sealing elements.
  • the length of a respective axial extension of the sealing surface portions when the sealing elements when pulling out of the filter insert from the filter bowl out of engagement with the sealing surface sections.
  • a flow channel for the fluid can be arranged between the prefilter element and the main filter element, which is directly delimited in the direction of the longitudinal axis of the filter housing or of the filter insert by end plates of the prefilter element and the main filter element.
  • the flow channel thus extends directly between the two mutually associated end plates of the two filter elements.
  • the end disks delimiting the flow channel are arranged on facing end faces of the front and main filter elements.
  • the filter housing preferably has a (laterally arranged) side outlet, into which the flow channel opens.
  • the flow channel may be connected downstream of the pre-filter element or the main filter element.
  • the flow channel may be formed as a radial flow channel. If the clean side of the pre-filter element is fluidly connected to the flow channel, the fluid can be pumped from the side outlet by means of a pump connected to the side outlet to an inlet for the main filter element in the filter housing.
  • the flow channel is preferably annular to the longitudinal axis of the filter insert.
  • the handling of the filter insert can be further simplified by the fact that the two end plates of the pre-filter element and the main filter element, which limit the flow channel immediately, are integrally formed with each other. This also offers manufacturing advantages and allows a particularly favorable production of the fluid filter or the filter cartridge.
  • the filter housing with a further simplified structure, in particular without on the housing side partitioned chambers are executed.
  • the fluid filter may according to the invention comprise a Wasserabscheidetician for separating water contained in the fluid.
  • the water separation unit preferably has a coalescing medium with regard to the most efficient possible separation of water contained in the fluid, in particular fuel.
  • the coalescing medium can be arranged downstream of a filter medium of the main filter element in order to achieve the greatest possible separation efficiency. If necessary, the coalescing medium can be of one or more layers.
  • the Wasserabscheidetician is preferably arranged in the operating position of the lower filter element.
  • the water separation unit is arranged radially inside the prefilter element or the main filter element and can be flowed through by the fluid in series with the filter element having the water separation unit.
  • the filter element in which the Wasserabscheideiki is arranged in the filter operation of the fluid to be filtered in the radial direction flows through from the outside to the inside.
  • a fluid filter with a Axialauslass embraced by an inner annular nozzle on a housing bottom and a radially disposed within a filter element Wasserabscheideiki be characterized in that the filter housing has a water outlet for water separated from the fluid from the fluid to the housing bottom, from the annular nozzle in the radial Direction is embraced.
  • the Wasserabscheidetician is then preferably disposed radially within the lying in the direction of the longitudinal axis of the lower filter element.
  • the water outlet is spaced from the axial outlet formed on the housing bottom.
  • the spigot surrounds both the axial outlet and the water outlet.
  • the water outlet may be separated from the axial outlet by an annular barrier to prevent any separated water from entering the axial outlet.
  • the ring barrier may be formed in particular concentrically to the annular nozzle and radially within the annular nozzle on the housing bottom.
  • the Wasserabscheide founded may rest in the operating position of the filter insert sealingly against the ring barrier.
  • water separated at the water separation device then passes directly into a water collecting channel formed between the ring barrier and the ring neck.
  • the prefilter element and the main filter element according to the invention can each be designed as round filter elements, in particular with a star-shaped folded filter medium.
  • the prefilter element and the main filter element are arranged coaxially with the longitudinal axis of the filter housing. This simplifies the insertion of the filter insert into the filter housing.
  • the scope of the present invention also includes a filter insert for a fluid filter according to the invention, with a prefilter element and with a main filter element, which are arranged one behind the other in the direction of the longitudinal axis of the filter insert.
  • a filter cartridge can be replaced quickly and easily.
  • Fig. 1 is a fluid filter with a filter housing and disposed therein
  • Filter insert with a pre and a main filter element in the operating position in a schematic longitudinal section;
  • Fig. 2 shows the fluid filter of Fig. 1 with the filter cartridge in the drainage position.
  • FIG. 1 shows a fluid filter 10 according to the invention.
  • the fluid filter 10 may be designed, for example, as a fuel filter for filtering out impurities contained in fuel, in particular diesel fuel.
  • the fluid filter 10 is suitable, for example, for use in motor vehicles with internal combustion engine.
  • the fluid filter 10 comprises an openable filter housing 12 with a filter cup 14 with an insertion opening 16 and with a housing cover 18 for closing the filter cup 14.
  • the filter cap 18 can be screwed into the filter cup 14.
  • a different kind of attachment of the filter cover 18 on the filter cup 14 is conceivable.
  • the filter housing 12 may for example consist of metal or of a plastic material.
  • a filter cartridge 20 is arranged interchangeably.
  • the filter cartridge 20 is in an operating position in the filter housing 12, so that the fluid filter 10 can be used in the deposition operation.
  • the filter insert 20 comprises a prefilter element 22 and a main filter element 24.
  • the two filter elements 22, 24 are arranged one above the other in the direction of the longitudinal axis 26 of the filter housing 12 in the filter housing 12.
  • the longitudinal axis 26 of the filter housing 12 coincides with the longitudinal axis 28 of the filter cartridge 20 when the filter cartridge 20 is mounted in the operating position in the filter housing 12.
  • the main filter element 24 is arranged downstream of the pre-filter element 22 fluidly.
  • the fluid to be filtered in the filter operation in the present case first flows through the prefilter element 22 arranged overhead in the filter housing 12 and subsequently the main filter element 24 arranged below the prefilter element 22.
  • the prefilter element 22 and the main filter element 24 are each designed as round filter elements with a filter medium annularly arranged to the longitudinal axis 28 of the filter insert 20 30a, 30b executed.
  • the filter medium 30a of the pre-filter element 22 as well as the filter medium 30b of the main filter element 24 can be flowed through from the outside to the inside of the fluid to be filtered in a direction radial to the longitudinal axis 28 of the filter insert 20.
  • the filter media 30a, 30b are each designed as a star-shaped folded filter bellows.
  • An upper end plate 32 of the prefilter element 22 is releasably coupled or coupled via a bayonet connection 34 with the housing cover 18.
  • the pre-filter element 22 is held by a lower end plate 36.
  • the main filter element 24 is held between an upper end plate 38 and a lower end plate 40.
  • For the radially inside support of the filter media 30a, 30b of the pre-filter element 22 as well as the main filter element 24 is in each case a grid-shaped support tube 42.
  • the filter media 36 are on the inside of the respective support tube 42, preferably directly to.
  • the mutually associated end plates 36, 38 of the pre-filter element 22 and the main filter element 24, that is, the lower end plate 36 of the pre-filter element 22 and the upper end plate 38 of the main filter element 24 are arranged spaced apart in the axial direction.
  • These two end plates 36, 38 are each on sealing elements 44, 46 on the filter housing 12 inside circumferentially sealed (fluid-tight) on.
  • the two end disks 36, 38 serve duch as sealing disks, through which the filter housing 12 is divided inside in the axial direction in a pre-filter element 22 having the prefilter chamber 48 and a main filter element 24 having main filter chamber 50.
  • a flow channel 52 is arranged for the fluid pre-filtered by the prefilter element 22.
  • the flow channel 52 is directly limited by the mutually associated end plates 38, 40 of the pre- and main filter element 22, 24 in the axial direction.
  • the filter housing 12 has a first inlet 54.
  • the upper end disk 38 of the main filter element 24 and the lower end disk 36 of the prefilter element 22 are here formed in one piece with one another by way of example and can in particular be designed as a plastic injection-molded part. Between the two end plates 36, 38 spacer elements 56 are arranged, which are integrally formed on the two end plates 36, 38.
  • the flow channel 52 is formed substantially annular. In the operating position of the filter insert 20, the flow channel 52 is fluidly connected on the output side to a side outlet (58) of the filter housing 12 which is arranged laterally (radially). At the side outlet 58, a pump (not shown) can be connected. The pump serves to suck the contaminated fluid through the first inlet 54 into a raw side 60 of the prefilter chamber 48, through the prefilter element 22 to a clean side 62 of the prefilter chamber 48 and via the flow channel 52 to the side outlet 58.
  • the pump further serves to pump the prefiltered fluid out of the filter housing 12 via a second inlet 64 of the filter housing 12 to a dirty side 66 of the main filter chamber 50 of the filter housing 12 to supply the prefiltered fluid through the filter media 30b of the main filter element 24 a clean side 68 of the main filter chamber 50 to lead.
  • the first inlet 54, the second inlet 64 and the side outlet 58 are each arranged relative to one another axially offset on the filter housing 12.
  • the main filter element 24 may have radially within its filter medium 30b a Wasserabscheideech 70 for the separation of water contained in the fluid.
  • the Wasserabscheidetician 70 advantageously comprises a coalescing medium 72 which is arranged annularly about the longitudinal axis 28 of the filter insert 20.
  • the coalescing medium 72 can, as shown in FIG. 1, be arranged downstream of the filter medium 30b of the main filter element 24, in particular fluidically.
  • the coalescing medium 72 may, if necessary, be constructed in one or more layers and, for example, consist of a nonwoven fabric.
  • the Wasserabscheidetician 70, as well as the two filter elements 22, 24 are arranged here coaxially to the longitudinal axis 28 of the filter cartridge 20.
  • the fluid After flowing through the pre-filter element 22 and the main filter element 24, the fluid passes through the water separation unit 70 to an axial outlet 74, which is formed on a housing bottom 76 of the filter cup 14. Spaced from the axial outlet 74, a water outlet 78 for water separated from the fluid is further formed on the housing bottom 76.
  • the Axialauslass 74 and the water outlet 76 are encompassed within the filter housing 12 by a ring nozzle 80.
  • the lower end plate 40 of the main filter element 24 is in the operating position of the filter cartridge 20 with a sealing element 82 sealingly against the annular nozzle 80.
  • the filter bowl 14 has an inner cross-section which tapers stepwise axially in the direction of the housing bottom 76, ie in an insertion direction 88 for the filter insert.
  • the filter housing 12 has thereby in the region of its inner wall 90 sealing surface portions 92a-d for the sealing contact of the end plates 36, 38, 40 of the filter element 20, with increasing distance from the insertion opening 16 of the filter housing 12 in the direction of the housing bottom 76 of the longitudinal axis 26th the filter housing 12 are spaced less far.
  • the sealing elements 44, 46 at the mutually associated end plates 36, 38 and a further sealing element 94 of the upper end plate 38 of the main filter element 24 and a sealing member 96 of the lower end plate 40 of the main filter element 24 are spaced in a corresponding manner to the longitudinal axis 28 of the filter insert 20 different distances and are in the illustrated operating position of the filter cartridge 20 in the filter housing 12 to the sealing surface portions 92a-d of the filter cup 14 sealingly.
  • the filter insert 20 can be simplified and used without unnecessary stress on its sealing elements 44, 46, 94, 96 in its operating position in the filter housing 12.
  • a prefilter outlet 98 for the prefilter element 22 is closed in a fluid-tight manner in the operating position of the filter insert 20.
  • the main filter outlet 100 for the main filter element 24 in the operating position by the sealing contact of the sealing element 96 of the lower end plate 40 on the sealing surface 92d and the sealing contact of the sealing member 82 to the annular nozzle 80 fluid-tight manner.
  • the processes 98, 100 is discussed in more detail in Fig. 2.
  • FIG. 2 shows the fluid filter 10 from FIG. 1 with a filter insert 20 arranged in a drainage position.
  • the housing cover 18 is first unscrewed from the filter cup 14.
  • the filter insert 20 is raised over the bayonet connection 34 with the housing cover 18 in the axial direction.
  • the filter insert 20 is thus moved out of the filter bowl 14 of the filter housing 12 counter to the insertion direction 88 by a distance 102, so that it is in the drainage position shown.
  • the sealing element 46 By moving out of the filter insert 20 from the filter cup 14, the sealing element 46 is disengaged from the sealing surface 92b. In an analogous manner, the sealing element 44 reaches the area of bypass channels (concealed) on the top side of the sealing surface 92a. As a result, a fluidic connection between the raw side 60 of the prefilter element 22 and the prefilter outlet 98 and via the flow channel 52 a fluidic connection between the clean side 62 of the prefilter element 22 and the prefilter outlet 98 are created. Fluid in the pre-filter chamber 48 can thus flow under gravity into the prefilter outlet 98 located below the pre-filter element 22 and be removed from the filter housing 12.
  • the sealing member 94 remains in the drainage position of the filter cartridge in engagement with the sealing surface 92c. This can prevent that unfiltered, contaminated fluid enters the main filter chamber 50. Thus, an undesirable entry of contaminants in the main filter chamber 50 is avoided.
  • the filter insert 20 is preferably left in the drainage position until it is completely removed from the filter pot 14 until the prefilter chamber 48 is at least almost completely empty. has emptied dig.
  • the sealing element 96 is raised to above the sealing surface 92d.
  • a flow path from the raw side 66 of the main filter chamber 50 to the main filter outlet 100 is opened.
  • fluid located on the raw side 66 can thus initially flow into a discharge channel 104, which is formed between the sealing surface 92d and the annular stub 80. From the outlet channel 104, the fluid then flows out of the filter housing 12 via the main filter outlet 100.
  • the main filter outlet 100 is also sealed in the drainage position against the prefilter outlet 98.
  • the ring stub 80 is dimensioned in its length such that the sealing element 82 bears sealingly against the annular stub 80 even in the drainage position. As a result, an overflow of fluid from the discharge channel 104 to the clean side 68 of the main filter element 24 can be avoided.
  • the filter cartridge 20 is further raised from the drainage position in the axial direction, so that the sealing member 82 is disengaged from the Ringstutzten 80. Fluid located on the clean side 68 of the main filter element 24, if it has not been drawn off via the axial outlet 74, can then flow via the outlet channel 104 into the main filter outlet 100.
  • both filter chambers 48, 50 each have their own, separate outlet 98, 100, a quick and thorough emptying of the filter housing 12 can also be achieved.
  • this is decoupled from the housing cover 18 and a new filter cartridge 20 is attached to the housing cover 18.
  • the filter insert 20 is subsequently inserted into the filter bowl 14 in the insertion direction 88 and transferred into its installed position (see FIG.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fluidfilter (10), insbesondere für Kraftstoff oder Öl, umfassend ein Filtergehäuse (12) und einen im Filtergehäuse (12) austauschbar angeordneten Filtereinsatz (20) mit einem Vorfilterelement (22) und mit einem Hauptfilterelement (24), die im Filtergehäuse (12) in Richtung der Längsachse (26) des Filtergehäuses (12) übereinanderliegend angeordnet sind. Das Filtergehäuse (12) weist einen Vorfilterablauf (98) für das Vorfilterelement (22) und einen zum Vorfilterablauf (98) separat ausgebildeten Hauptfilterablauf (100) für das Hauptfilterelement (24) auf. Die beiden Abläufe sind in Betriebsposition des Filtereinsatzes (20) in dem Filtergehäuse (12) fluiddicht verschlossen. In einer Drainageposition, in die der Filtereinsatz (20) durch ein axial gerichtetes Herausbewegen des Filtereinsatzes (20) aus seiner Betriebsposition überführbar ist, sind eine Rohseite (60) des Vorfilterelements (22) mit dem Vorfilterablauf (98) und eine Rohseite (66) des Hauptfilterelements (24) mit dem Hauptfilterablauf (100) fluidisch verbunden. Der erfindungsgemäße Fluidfilter (10) ermöglicht einen vereinfachten und schnellen Austausch des Filtereinsatzes (20).

Description

Beschreibung
Fluidfilter mit einem Filtereinsatz mit einem Vor- und einem Hauptfilterelement Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Fluidfilter, insbesondere für Kraftstoff oder Öl, mit einem Filtergehäuse und mit einem im Filtergehäuse austauschbar angeordneten Filtereinsatz mit einem Vorfilterelement und mit einem Hauptfilterelement, die im Filtergehäuse in Richtung der Längsachse des Filtergehäuses übereinanderliegend angeordnet sind. Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Filtereinsatz.
Stand der Technik
Aus der EP 2 649 292 B1 ist ein Kraftstofffilter mit drei Ringfilterelementen bekannt, die zueinander koaxial angeordnet sind, und wobei zumindest zwei der Ringfilterelemente in Axialrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Die Ringfilterelemente sind in Reihe geschaltet und von dem zu filternden Fluid nacheinander durchströmbar.
WO 2007/128 306 A2 offenbart einen Flüssigkeitsfilter für eine Brennkraftmaschine, der ein Filtergehäuse mit einem darin auswechselbar angeordneten Filtereinsatz aufweist. In einer Wartungsstellung ist ein Reinölrohr gegenüber dem Filtergehäuse angehoben, so dass im Filtergehäuse befindliches Öl in einen Ablaufkanal des Filtergehäuses strömen kann.
Ferner ist aus der DE 10 2015 003 165 A1 ein Kraftstofffilter mit einem Filtergehäuse und einem in dem Filtergehäuse austauschbar angeordneten Filterelement bekannt, bei dem ein Hauptfilterelement und ein Vorfilterelement in Längsrichtung übereinanderliegend angeordnet sind. Das Filtergehäuse hat einen Vorfilterablauf und einen Hauptfilterablauf. Beim Herausziehen des Filterelements in Längsrichtung wird das Filtersystem in eine Drainageposition überführt, wobei eine Rohseite des Vorfilterelements mit dem Vorfilterablauf und eine Rohseite des Hauptfilterelements mit dem Hauptfilterablauf fluidisch verbunden werden. Ein getrennter Ablauf des Hauptfilterablaufs und Vorfilterablaufs ist jedoch nicht möglich, da diese in der Drainageposition zusammenfließen und das Filtersystem gemeinsam durch den Vorfilterablauf entleert wird. Die Filtereinsätze von Fluidfiltern müssen, sofern diese nicht als Lebensdauerbauteile ausgeführt sind, in bestimmten Zeitintervallen ausgetauscht werden. Die bekannten Filter, etwa Kraftstoff- oder Ölfilter, insbesondere für Verbrennungsmotoren, weisen einen komplexen Aufbau ihres Filtergehäuses auf und erlauben einen nur umständlichen Aus- tausch des Filtereinsatzes. Bei mehrstufigen Filtern, d. h. Filtern mit mehreren hintereinandergeschalteten Filterelementen dauert es in der Praxis oft sehr lange, bis in dem Filtergehäuse befindliches Fluid abgelaufen ist. Darüber hinaus kann es zu einem Eintrag von verschmutztem, d. h. ungefiltertem, Fluid auf die Reinseite des Filtergehäuses kommen. Dies kann zu einer Beeinträchtigung bzw. Beschädigungen nachgeordneter Aggregate, beispielsweise einer Einspritzanlage bzw. eines Verbrennungsmotors, führen.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen eingangs genannten Fluidfilter und einen Filtereinsatz anzugeben, die einen vereinfachten und schnellen Austausch des Filter- einsatzes ermöglichen.
Offenbarung der Erfindung
Die den Fluidfilter betreffende Aufgabe wird durch einen Fluidfilter gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Filtereinsatz weist die in Patentanspruch 14 angegebenen Merkmale auf. Weiterbildungen der Erfindung sind in der Beschreibung sowie in den Unteransprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Fluidfilter kann insbesondere als ein Kraftstofffilter oder als ein Ölfilter, insbesondere für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, ausgebildet sein. Der Fluidfilter umfasst ein Filtergehäuse. In dem Filtergehäuse ist ein Filtereinsatz austauschbar angeordnet. Der Filtereinsatz weist ein Vorfilterelement und ein Hauptfilterelement auf. Das Vorfilterelement und das Hauptfilterelement sind seriell, d. h. nacheinander, von dem zu filternden Fluid durchströmbar. Durch die mehrstufige Filtration des Fluids können besonders gute Abscheidegrade erreicht und/oder große Volumen- ströme des zu filternden Fluids durch den Filter eingerichtet werden. Das Vorfilterelement und das Hauptfilterelement sind in Richtung der Längsachse des Filtergehäuses übereinanderliegend angeordnet. Das Hauptfilterelement kann dabei oberhalb oder unterhalb des Vorfilterelements angeordnet sein. Dies erlaubt einen besonders kompakten Bau des Fluidfilters. Insbesondere kann ein für den Einbau des Fluidfilters erforderlicher Raumbedarf in einer zu der Längsachse des Filtergehäuses radialen Richtung verringert werden. Die Längsachse des Filtergehäuses kann dabei mit der Längsachse des Filtereinsatzes zusammenfallen, wenn dieser im Filtergehäuse angeordnet ist. Die Längsachse des Filtergehäuses ist im Betrieb des Fluidfilters typischerweise vertikal oder annähernd vertikal ausgerichtet. Eine Abweichung der Längsachse von der Vertikalen beträgt vorzugsweise höchstens 30°, besonders bevorzugt höchstens 20°, ganz besonders bevorzugt höchstens 10°. Das Vorfilterelement kann oberhalb oder unterhalb des Hauptfilterelements angeordnet sein. Mit anderen Worten kann der Fluidfilter von oben nach unten oder umgekehrt von dem Fluid durchströmt werden. Der Filtereinsatz mit dem Vorfilterelement und dem Hauptfilterelement bildet eine gemeinsam handhabbare (Bau-)Einheit. Es braucht nur der Filtereinsatz als eine das Vor- und Hauptfilterelement umfassende Einheit ausgetauscht zu werden. Das Filtergehäuse weist nach der Erfindung einen Vorfilterablauf für das Vorfilterelement und einen zum Vorfilterablauf separat ausgebildeten Hauptfilterablauf für das Hauptfilterelement auf. Für die beiden Filterelemente des Filtereinsatzes steht somit jeweils ein eigener (Fluid-)Ablauf zur Verfügung. Dadurch kann das Leerlaufen des Filterelements beschleunigt werden, bevor der Filtereinsatz gegen einen neuen Filtereinsatz ausgetauscht wird. In Betriebsposition des Filtereinsatzes in dem Filtergehäuse sind der Vorfilterablauf und der Hauptfilterablauf fluiddicht verschlossen. Es kann also kein Fluid aus den Abläufen strömen, wenn sich der Filtereinsatz in der Betriebsposition im Filtergehäuse befindet. Die beiden Abläufe sind durch den im Filtergehäuse in Betriebsposition angeordneten Filtereinsatz fluiddicht verschlossen. Es ist somit auf einfache und zuverlässige Weise sichergestellt, dass die Abläufe im Filterbetrieb des Fluidfilters fluiddicht verschlossen sind. Der Filtereinsatz ist durch ein axial gerichtetes Herausbewegen des Filtereinsatzes aus seiner Betriebsposition in eine Drainageposition überführbar. Dies kann beispielsweise durch Abschrauben eines einen Filtertopf des Filtergehäuses verschließenden Gehäusedeckels erfolgen. Der Filtereinsatz ist in diesem Fall an dem Gehäusedeckel zugfest gehalten, etwa indem er mit diesem über eine Rast-, Schnapp- oder Bajonettverbindung verbunden ist. In der Drainageposition des Filtereinsatzes sind eine Rohseite des Vorfilterelements mit dem Vorfilterablauf und eine Rohseite des Hauptfilterelements mit dem Hauptfilterablauf fluidisch verbunden. Unter einer Rohseite wird jeweils das einem Filtermedium des jeweiligen Filterelements fluidisch vorgeschaltete Filtergehäusevolumen verstanden. Auf der Rohseite des Vorfilterelements strömt mit anderen Worten das un- gefilterte Fluid zu dem Vorfilterelement. Auf der Rohseite des Hauptfilterelements strömt demgegenüber das durch das Vorfilterelement vorgefilterte Fluid zu dem Hauptfilterelement. In der Drainageposition des Filtereinsatzes wird somit ein Ablaufen des Fluids aus den Bereichen der Rohseiten des Vor- bzw. Hauptfilterelements in den zugeordne- ten Vorfilterablauf bzw. Hauptfilterablauf ermöglicht. Beim Austausch des Filtereinsatzes kann sich dieser in das Filtergehäuse entleeren, bevor der Filtereinsatz vollständig aus dem Filtergehäuse entfernt wird. Dadurch kann eine Restmenge von in dem Filtereinsatz verbliebenem Fluid reduziert und einer unerwünschten Verschmutzung der Umgebung des Fluidfilters entgegengewirkt werden.
Über die beiden separat ausgebildeten Abläufe kann das im Filtergehäuse angeordnete Fluid zügig aus dem Filtergehäuse abgeführt werden. Dadurch muss der Filtereinsatz nicht aus in dem Filtergehäuse stehendem Fluid entnommen werden bzw. der Austausch-Filtereinsatz in dieses eingesetzt werden. Es versteht sich, dass der Vorfilterab- lauf vorzugsweise unterhalb des Vorfilterelements und der Hauptfilterablauf vorzugsweise unterhalb des Hauptfilterelements angeordnet ist. Dies ermöglicht ein selbsttätiges Entleeren des Fluids aus dem Filtergehäuse unter Schwerkrafteinfluss. Insgesamt wird bei dem erfindungsgemäßen Fluidfilter der Austausch des Filtereinsatzes mit dem Vorfilterelement und dem Hauptfilterelement vereinfacht und beschleunigt.
Für einen konstruktiv einfachen Aufbau des Fluidfilters kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Filtereinsatz in seiner Betriebsposition im Filtergehäuse am Filtergehäuse dichtend anliegt, um den Vorfilterablauf und den Hauptfilterablauf fluiddicht zu verschließen. Die Abdichtung der Abläufe ist in diesem Fall somit durch den Filterein- satz selbst bewirkt. Zur dichtenden Anlage kann der Filtereinsatz vorzugsweise ein oder mehrere Dichtungselemente aufweisen. Nach der Erfindung kann der Filtereinsatz in seiner Betriebsposition mit jeweils zumindest einer Endscheibe des Vorfilterelements und des Hauptfilterelements an dem Filtergehäuse innenseitig dichtend anliegen. Dadurch kann der Aufbau des Filtereinsatzes weiter vereinfacht werden. Insbesondere kann ein Sitz bzw. eine Aufnahme für ein oder mehrere Dichtungselemente direkt in die mit dem Dichtungselement versehenen Endscheiben integriert sein.
Der Vorfilterablauf und der Hauptfilterablauf sind in der Drainageposition des Filtereinsatzes erfindungsgemäß gegeneinander abgedichtet. Dies kann durch eine dichtende Anlage des Filtereinsatzes am Filtergehäuse bewirkt sein. Dadurch kann einem Übertritt von ungefiltertem Fluid von der Rohseite des Vorfilterelements auf die Rohseite des Hauptfilterelements vermieden werden. Es kann somit ein Eintrag von höhergradigen Verschmutzungen zum Hauptfilterelement vermieden werden. Mit anderen Worten wird sichergestellt, dass auch in der Drainageposition des Filtereinsatzes ungefiltertes Fluid nicht in Bereiche vordringen kann, die im Betrieb nur mit vorgefiltertem Fluid in Berührung kommen.
Das Filtergehäuse kann nach der Erfindung einen Gehäuseboden mit einem stirnseiti- gen Axialauslass für das Fluid aufweisen. Durch den Axialauslass kann von dem entlang der Längsachse unten liegenden Filterelement gefiltertes Fluid aus dem Gehäuse abgeführt werden. Der Axialauslass ist in der Drainageposition des Filtereinsatzes gegenüber dem Vorfilterablauf und dem Hauptfilterablauf abgedichtet. Es kann somit weiterhin vermieden werden, dass in der Drainageposition des Filtereinsatzes Verschmut- zungen zu dem reinseitigen Axialauslass gelangen. Der Axialauslass ist bevorzugt zentral an dem Gehäuseboden angeordnet, insbesondere koaxial zu der Längsachse des Filtergehäuses.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird der stirnseitige Axialauslass von einem im Filtergehäuse angeordneten Ringstutzen des Filtergehäuses umgriffen. Der Filtereinsatz liegt in der Betriebs- und auch in der Drainageposition, bevorzugt mit einer Endscheibe des Vor- oder Hauptfilterelements, an dem Ringstutzen des Filtergehäuses dichtend an. Dadurch kann sichergestellt werden, dass sowohl in der Betriebsais auch Drainageposition kein Fluid von der Rohseite des unten liegenden Filterele- ments zu dem reinseitigen Axialauslass gelangt. Der Ringstutzen kann vorzugsweise koaxial zu der Längsachse des Filtergehäuses und/oder zu dem Axialauslass angeordnet sein. Der Ringstutzen erstreckt sich von dem Gehäuseboden in das Innere des Filtergehäuses hinein, vorzugsweise parallel zu der Längsachse des Filtergehäuses. Der Ringstutzen schirmt somit den Axialauslass in einer zu der Längsachse radialen Rich- tung ab.
Vorteilhafterweise kann der stirnseitige Axialauslass in der Betriebsposition des Filtereinsatzes mit einer Reinseite des Vorfilterelements oder des Hauptfilterelements, insbesondere unmittelbar, fluidisch verbunden sein. Dies vereinfacht das Ausleiten von durch das Vor- oder Hauptfilterelement gefiltertem Fluid aus dem Filtergehäuse. Unter einer Reinseite wird jeweils das einem Filtermedium des jeweiligen Filterelements fluidisch nachgeschaltete Filtergehäusevolumen verstanden, das im Betrieb des Fluidfilters mit durch das Filtermedium bereits durchgeführtem Fluid gefüllt sein kann.
Für einen besonders einfachen konstruktiven Aufbau des Fluidfilters sowie ein vereinfachtes Einsetzen des Filtereinsatzes in das Filtergehäuse kann das Filtergehäuse einen Filtertopf mit einem sich von einer Einführöffnung des Filtergehäuses in Richtung seines Gehäusebodens stufenweise verjüngenden Innendurchmesser aufweisen. Das Filtergehäuse kann dadurch im Bereich seiner Innenwandung Dichtflächenabschnitte für die dichtende Anlage, insbesondere der Endscheiben, des Filtereinsatzes ausbilden, die mit zunehmendem Abstand von der Einführöffnung des Filtergehäuses in Richtung des Gehäusebodens von der Längsachse des Filtereinsatzes weniger weit beabstandet sind. Die Dichtungselemente des Filtereinsatzes sind in diesem Fall in dazu korrespon- dierender Weise zur Längsachse des Kraftstoffiltereinsatzes unterschiedlich weit beabstandet und liegen in Betriebszustand des Fluidfilters im Filtergehäuse an den Dichtflächenabschnitten dichtend an. Dadurch kann der Filtereinsatz ohne eine unnötige Überbeanspruchung seiner Dichtungselemente durch Reibung an der Gehäuseinnenwandung in seine Betriebsposition im Filtergehäuse eingesetzt werden. Gleichzeitig kann durch die Länge einer jeweiligen axialen Erstreckung der Dichtflächenabschnitte festgelegt werden, wann die Dichtungselemente beim Herausziehen des Filtereinsatzes aus dem Filtertopf außer Eingriff mit den Dichtflächenabschnitten gelangen.
Zwischen dem Vorfilterelement und dem Hauptfilterelement kann erfindungsgemäß ein Strömungskanal für das Fluid angeordnet sein, der in Richtung der Längsachse des Filtergehäuses bzw. des Filtereinsatzes durch einander zugeordnete Endscheiben des Vorfilterelements und des Hauptfilterelements unmittelbar begrenzt ist. Der Strömungskanal verläuft also direkt zwischen den beiden einander zugeordneten Endscheiben der beiden Filterelemente. Die den Strömungskanal begrenzenden Endscheiben sind mit anderen Worten an einander zuweisenden Stirnseiten des Vor- und Hauptfilterelements angeordnet. Das Filtergehäuse weist in diesem Fall bevorzugt einen (seitlich angeordneten) Seitenauslass auf, in den der Strömungskanal mündet. Der Strömungskanal kann dem Vorfilterelement oder dem Hauptfilterelement fluidisch nachgeschaltet sein. Typischerweise steht der Strömungskanal mit der Reinseite des in Richtung der Längs- achse oben angeordneten Filterelements des Filtereinsatzes in fluidischer Verbindung. Der Strömungskanal kann als ein Radialströmungskanal ausgebildet sein. Sofern die Reinseite des Vorfilterelements mit dem Strömungskanal fluidisch verbunden ist, kann das Fluid von dem Seitenauslass mittels einer an den Seitenauslass angeschlossenen Pumpe zu einem Einlass für das Hauptfilterelement in dem Filtergehäuse gepumpt werden. Der Strömungskanal ist vorzugsweise zur Längsachse des Filtereinsatzes ringförmig ausgebildet.
Die Handhabung des Filtereinsatzes kann dadurch nochmals weiter vereinfacht werden, dass die beiden Endscheiben des Vorfilterelements und des Hauptfilterelements, die den Strömungskanal unmittelbar begrenzen, einstückig miteinander ausgebildet sind. Dies bietet zudem fertigungstechnische Vorteile und erlaubt eine besonders günstige Fertigung des Fluidfilters bzw. des Filtereinsatzes. Darüber hinaus kann das Filtergehäuse mit einem weiter vereinfachten Aufbau, insbesondere ohne gehäuseseitig abge- teilte Kammern, ausgeführt werden.
Der Fluidfilter kann erfindungsgemäß eine Wasserabscheideeinheit zum Abscheiden von in dem Fluid enthaltenem Wasser aufweisen. Dadurch können dem Fluidfilter nachgeschaltete Komponenten zuverlässig vor einem potentiell schädlichen Wassergehalt des Fluids geschützt werden. Die Wasserabscheideeinheit weist im Hinblick auf ein möglichst effizientes Abscheiden von in dem Fluid, insbesondere Kraftstoff, enthaltenem Wasser vorzugsweise ein Koaleszermedium auf. Das Koaleszermedium kann zwecks einer möglichst großen Abscheideeffizienz einem Filtermedium des Hauptfilterelements fluidisch nachgeschaltet angeordnet sein. Das Koaleszermedium kann dabei bedarfsweise ein- oder mehrlagig ausgeführt sein. Die Wasserabscheideeinheit ist vorzugsweise in dem in Betriebsposition unteren Filterelement angeordnet.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Wasserabscheideeinheit radial innerhalb des Vorfilterelements oder des Hauptfilterelements angeordnet ist und von dem Fluid seriell zu dem die Wasserabscheideeinheit aufweisenden Filterelement durchströmbar ist. Dies erlaubt einen besonders kompakten Aufbau des Fluidfilters. Vorzugsweise wird das Filterelement, in dem die Wasserabscheideeinheit angeordnet ist, im Filterbetrieb von dem zu filternden Fluid in radialer Richtung von außen nach innen durchströmt. Besonders bevorzugt kann ein Fluidfilter mit einem von einem innenliegenden Ringstutzen umgriffenen Axialauslass an einem Gehäuseboden und einer radial innerhalb eines Filterelements angeordneten Wasserabscheideeinheit dadurch gekennzeichnet sein, dass das Filtergehäuse an dem Gehäuseboden einen Wasserauslass für aus dem Fluid abgeschiedenes Wasser aufweist, der von dem Ringstutzen in radialer Richtung umgriffen ist. Die Wasserabscheideeinheit ist dann vorzugsweise radial innerhalb des in Richtung der Längsachse unten liegenden Filterelements angeordnet. Der Wasserauslass ist von dem Axialauslass beabstandet an dem Gehäuseboden ausgebildet. Der Ring- stutzen umgreift sowohl den Axialauslass als auch den Wasserauslass. Der Wasserauslass kann von dem Axialauslass durch eine Ringbarriere getrennt sein, um zu vermeiden, dass abgeschiedenes Wasser in den Axialauslass gelangt. Die Ringbarriere kann insbesondere konzentrisch zu dem Ringstutzen und radial innerhalb des Ringstutzens an dem Gehäuseboden ausgebildet sein. Die Wasserabscheideeinrichtung kann in der Betriebsposition des Filtereinsatzes dichtend an der Ringbarriere anliegen. Bei Durchströmung von außen nach innen gelangt dann an der Wasserabscheideeinrichtung abgeschiedenes Wasser direkt in einen zwischen der Ringbarriere und dem Ringstutzen ausgebildeten Wassersammeikanal. Für einen besonders kompakten Bau des Fluidfilters können das Vorfilterelement und das Hauptfilterelement erfindungsgemäß jeweils als Rundfilterelemente, insbesondere mit einem sternförmig gefalteten Filtermedium, ausgebildet sein. Vorzugsweise sind das Vorfilterelement und das Hauptfilterelement zu der Längsachse des Filtergehäuses koaxial angeordnet. Dies vereinfacht das Einsetzen des Filtereinsatzes in das Filterge- häuse.
In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch ein Filtereinsatz für einen erfindungsgemäßen Fluidfilter, mit einem Vorfilterelement und mit einem Hauptfilterelement, die in Richtung der Längsachse des Filtereinsatzes hintereinanderliegend angeordnet sind. Ein solcher Filtereinsatz kann schnell und einfach ausgetauscht werden.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Die vorstehend beschriebenen und noch weiter ausgeführten Merkmale können erfin- dungsgemäß einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 einen Fluidfilter mit einem Filtergehäuse und einem darin angeordneten
Filtereinsatz mit einem Vor- und einem Hauptfilterelement in Betriebsposition in einem schematischen Längsschnitt; und
Fig. 2 den Fluidfilter aus Fig. 1 mit dem Filtereinsatz in Drainageposition.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Fluidfilter 10. Der Fluidfilter 10 kann beispielsweise als ein Kraftstofffilter zum Herausfiltern von in Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, enthaltenen Verunreinigungen ausgebildet sein. Der Fluidfilter 10 ist beispielsweise für den Einsatz bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor geeignet.
Der Fluidfilter 10 umfasst ein offenbares Filtergehäuse 12 mit einem Filtertopf 14 mit einer Einführöffnung 16 und mit einen Gehäusedeckel 18 zum Verschließen des Filtertopfs 14. Der Filterdeckel 18 kann in den Filtertopf 14 eingeschraubt werden. Eine anders geartete Befestigung des Filterdeckels 18 am Filtertopf 14 ist vorstellbar. Das Filtergehäuse 12 kann beispielsweise aus Metall oder aus einem Kunststoffmaterial bestehen.
Im Innenraum des Filtergehäuses 12 ist ein Filtereinsatz 20 austauschbar angeordnet. In Fig. 1 befindet sich der Filtereinsatz 20 in einer Betriebsposition im Filtergehäuse 12, so dass der Fluidfilter 10 im Abscheidebetrieb eingesetzt werden kann. Der Filtereinsatz 20 umfasst ein Vorfilterelement 22 und ein Hauptfilterelement 24. Die beiden Filterelemente 22, 24 sind in Richtung der Längsachse 26 des Filtergehäuses 12 übereinanderliegend im Filtergehäuse 12 angeordnet. Die Längsachse 26 des Filtergehäuses 12 fällt mit der Längsachse 28 des Filtereinsatzes 20 zusammen, wenn der Filtereinsatz 20 in der Betriebsposition im Filtergehäuse 12 montiert ist. Das Hauptfilterelement 24 ist dem Vorfilterelement 22 fluidisch nachgeschaltet angeordnet. Mit anderen Worten durchströmt das zu filternde Fluid im Filterbetrieb vorliegend zuerst das im Filtergehäuse 12 obenliegend angeordnete Vorfilterelement 22 und nachfolgend das unterhalb des Vorfilterelements 22 angeordnete Hauptfilterelement 24. Das Vorfilterelement 22 und das Hauptfilterelement 24 sind jeweils als Rundfilterelemente mit einem zur Längsachse 28 des Filtereinsatzes 20 ringförmig angeordneten Filtermedium 30a, 30b ausgeführt. Das Filtermedium 30a des Vorfilterelements 22 wie auch das Filtermedium 30b des Hauptfilterelements 24 sind vom zu filternden Fluid jeweils in einer zur Längsachse 28 des Filtereinsatzes 20 radialen Richtung von außen nach innen durchströmbar. Die Filtermedien 30a, 30b sind jeweils als ein sternförmig gefalteter Filterbalg ausgeführt. Eine obere Endscheibe 32 des Vorfilterelements 22 ist über eine Bajonettverbindung 34 mit dem Gehäusedeckel 18 lösbar verkoppelt bzw. verkoppelbar. Unterseitig ist das Vorfilterelement 22 von einer unteren Endscheibe 36 gehalten. Das Hauptfilterelement 24 ist zwischen einer oberen Endscheibe 38 und einer unteren Endscheibe 40 gehalten angeordnet. Zur radial innenseitigen Abstützung der Filtermedien 30a, 30b des Vorfilterelements 22 wie auch des Hauptfilterelements 24 dient jeweils ein gitterförmiges Stützrohr 42. Die Filtermedien 36 liegen innenseitig am jeweiligen Stützrohr 42, vorzugsweise unmittelbar, an. Die einander zugeordneten Endscheiben 36, 38 des Vorfilterelements 22 und des Hauptfilterelements 24, d. h. die untere Endscheibe 36 des Vorfilterelements 22 und die obere Endscheibe 38 des Hauptfilterelements 24, sind in axialer Richtung voneinander beabstandet angeordnet. Diese beiden Endscheiben 36, 38 liegen jeweils über Dichtungselemente 44, 46 am Filtergehäuse 12 innenseitig umlaufend dichtend (fluiddicht) an. Die beiden Endscheiben 36, 38 dienen daduch als Dichtscheiben, durch die das Filtergehäuse 12 innen in axialer Richtung in eine das Vorfilterelement 22 aufweisende Vorfilterkammer 48 und eine das Hauptfilterelement 24 aufweisende Hauptfilterkammer 50 unterteilt ist. Zwischen der oberen Endscheibe 38 des Hauptfilterelements 24 und der unteren Endscheibe 36 des Vorfilterelements 22 ist ein Strömungskanal 52 für das durch das Vorfilterelement 22 vorgefilterte Fluid angeordnet. Der Strömungskanal 52 ist durch die einander zugeordneten Endscheiben 38, 40 des Vor- und Hauptfilterelements 22, 24 in axialer Richtung unmittelbar begrenzt. Um das zu filternde Fluid zu dem Vorfilterelement 22 zu leiten, weist das Filtergehäuse 12 einen ersten Einlass 54 auf. Die obere Endscheibe 38 des Hauptfilterelements 24 und die untere Endscheibe 36 des Vorfilterelements 22 sind hier beispielhaft einstückig miteinander ausgebildet und können insbesondere als ein Kunststoffspritzgussteil ausgeführt sein. Zwischen den beiden Endscheiben 36, 38 sind Distanzelemente 56 angeordnet, die jeweils an den beiden Endscheiben 36, 38 angeformt sind.
Der Strömungskanal 52 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet. Der Strömungskanal 52 ist in der Betriebsposition des Filtereinsatzes 20 ausgangsseitig mit einem seitlich (radialseitig) angeordneten Seitenauslass 58 des Filtergehäuses 12 fluidisch verbunden. An den Seitenauslass 58 ist eine Pumpe (nicht dargestellt) anschließbar. Die Pumpe dient dazu, das verunreinigte Fluid durch den ersten Einlass 54 in eine Rohseite 60 der Vorfilterkammer 48, durch das Vorfilterelement 22 zu einer Reinseite 62 der Vorfilterkammer 48 und über den Strömungskanal 52 zu dem Seitenauslass 58 zu saugen. Die Pumpe dient weiter dazu, das aus dem Filtergehäuse 12 herausge- führte, vorgefilterte Fluid über einen zweiten Einlass 64 des Filtergehäuses 12 zu einer Rohseite 66 der Hauptfilterkammer 50 des Filtergehäuses 12 zu pumpen, um das vorgefilterte Fluid durch das Filtermedium 30b des Hauptfilterelements 24 zu einer Reinseite 68 der Hauptfilterkammer 50 zu führen. Der erste Einlass 54, der zweite Einlass 64 und der Seitenauslass 58 sind jeweils relativ zueinander axial versetzt am Filterge- häuse 12 angeordnet.
Das Hauptfilterelement 24 kann radial innerhalb seines Filtermediums 30b eine Wasserabscheideeinheit 70 zum Abscheiden von in dem Fluid enthaltenem Wasser aufweisen. Die Wasserabscheideeinheit 70 umfasst dabei vorteilhaft ein Koaleszermedium 72, das ringförmig um die Längsachse 28 des Filtereinsatzes 20 angeordnet ist. Das Koaleszermedium 72 kann, wie dies in der Figur 1 gezeigt ist, dem Filtermedium 30b des Hauptfilterelements 24 insbesondere fluidisch nachgeschaltet angeordnet sein. Das Koaleszermedium 72 kann bedarfsweise ein- oder mehrlagig aufgebaut sein und beispielsweise aus einem Vliesstoff bestehen. Die Wasserabscheideeinheit 70, wie auch die bei- den Filterelemente 22, 24 sind hier koaxial zu der Längsachse 28 des Filtereinsatzes 20 angeordnet. Das Fluid gelangt nach Durchströmen des Vorfilterelements 22 und des Hauptfilterelements 24 durch die Wassserabscheideeinheit 70 zu einem Axialauslass 74, der an einem Gehäuseboden 76 des Filtertopfs 14 ausgebildet ist. Von dem Axialauslass 74 beabstandet ist an dem Gehäuseboden 76 weiterhin ein Wasserauslass 78 für aus dem Fluid abgeschiedenes Wasser ausgebildet. Der Axialauslass 74 und der Wasserauslass 76 werden innerhalb des Filtergehäuses 12 von einem Ringstutzen 80 umgriffen. Die untere Endscheibe 40 des Hauptfilterelements 24 liegt in der Betriebsposition des Filtereinsatzes 20 mit einem Dichtungselement 82 dichtend an dem Ringstutzen 80 an. Es wird dadurch verhindert, dass ungefiltertes Fluid unterhalb des Hauptfilterelements 24 zu dem Axialauslass 74 strömt, bzw. dass gefiltertes Fluid von der Reinseite 68 zu einem Hauptfilterablauf 100 gelangt. Radial innerhalb des Ringstutzens 80 verläuft zwischen dem Wasserauslass 78 und dem Axialauslass 74 eine Ringbarriere 84, die den Axialauslass 74 umgreift. Somit ist zwischen dem Ringstutzen 80 und der Ringbarriere 84 ein Wassersammeikanal 86 ausgebildet, der in den Wasserauslass 78 mündet. Die Wasserabscheideeinheit 70 liegt in der Betriebsposition dichtend an der Ringbarriere 84 an. Von dem Fluid abgeschie- denes Wasser fließt im Betrieb des Fluidfilters 10 der Schwerkraft folgend in den Wassersammeikanal 86 und durch den Wasserauslass 78 aus dem Filtergehäuse 12 heraus.
Der Filtertopf 14 weist einen Innenquerschnitt auf, der sich axial in Richtung auf den Gehäuseboden 76, d. h. in einer Einführrichtung 88 für den Filtereinsatz, stufenweise verjüngt. Das Filtergehäuse 12 weist dadurch im Bereich seiner Innenwandung 90 Dichtflächenabschnitte 92a-d für die dichtende Anlage der Endscheiben 36, 38, 40 des Filtereinsatzes 20 auf, die mit zunehmendem Abstand von der Einführöffnung 16 des Filtergehäuses 12 in Richtung des Gehäusebodes 76 von der Längsachse 26 des Filtergehäuses 12 weniger weit beabstandet sind. Die Dichtungselemente 44, 46 an den einander zugeordneten Endscheiben 36, 38 sowie ein weiteres Dichtungselement 94 der oberen Endscheibe 38 des Hauptfilterelements 24 und ein Dichtungselement 96 der unteren Endscheibe 40 des Hauptfilterelements 24 sind in dazu korrespondierender Weise zur Längsachse 28 des Filtereinsatzes 20 unterschiedlich weit beabstandet und liegen in der gezeigten Betriebsposition des Filtereinsatzes 20 im Filtergehäuse 12 an den Dichtflächenabschnitten 92a-d des Filtertopfs 14 dichtend an. Dadurch kann der Filtereinsatz 20 vereinfacht und ohne eine unnötige Beanspruchung seiner Dichtungselemente 44, 46, 94, 96 in seine Betriebsposition im Filtergehäuse 12 eingesetzt werden. Durch die dichtende Anlage der Dichtungselemente 46 und 94 der oberen Endscheibe 38 des Hauptfilterelements an den Dichtflächen 92b bzw. 92c ist ein Vorfilterablauf 98 für das Vorfilterelennent 22 in der Betriebsposition des Filtereinsatzes 20 fluiddicht verschlossen. Ebenso ist der Hauptfilterablauf 100 für das Hauptfilterelement 24 in der Betriebsposition durch die dichtende Anlage des Dichtungselements 96 der unteren Endscheibe 40 an der Dichtfläche 92d und die dichtende Anlage des Dichtungselements 82 an dem Ringstutzen 80 fluiddicht verschlossen. Auf die Funktionsweise der Abläufe 98, 100 wird bei Fig. 2 näher eingegangen.
Figur 2 zeigt den Fluidfilter 10 aus Fig. 1 mit in einer Drainageposition angeordnetem Filtereinsatz 20. Um den Filtereinsatz 20 auszutauschen wird zunächst der Gehäusedeckel 18 von dem Filtertopf 14 abgeschraubt. Der Filtereinsatz 20 wird dabei über die Bajonettverbindung 34 mit dem Gehäusedeckel 18 in axialer Richtung angehoben. Der Filtereinsatz 20 wird mithin entgegen der Einführrichtung 88 um eine Wegstrecke 102 aus dem Filtertopf 14 des Filtergehäuses 12 herausbewegt, sodass er sich in der gezeigten Drainageposition befindet.
Durch das Herausbewegen des Filtereinsatzes 20 aus dem Filtertopf 14 gelangt das Dichtungselement 46 außer Eingriff mit der Dichtfläche 92b. In analoger Weise gelangt das Dichtungselement 44 in den Bereich von Bypasskanälen (verdeckt) oberseitig an der Dichtfläche 92a. Dadurch werden eine fluidische Verbindung zwischen der Rohseite 60 des Vorfilterelements 22 und dem Vorfilterablauf 98 sowie über den Strömungskanal 52 eine fluidische Verbindung zwischen der Reinseite 62 des Vorfilterelements 22 und dem Vorfilterablauf 98 geschaffen. In der Vorfilterkammer 48 befindliches Fluid kann somit unter Schwerkrafteinfluss in den unterhalb des Vorfilterelements 22 angeordneten Vorfilterablauf 98 fließen und aus dem Filtergehäuse 12 abgeführt werden.
Das Dichtungselement 94 bleibt in der Drainageposition des Filtereinatzes in Eingriff mit der Dichtfläche 92c. Dadurch kann verhindert werden, dass ungefiltertes, verunreinigtes Fluid in die Hauptfilterkammer 50 gelangt. Mithin wird ein unerwünschter Eintrag von Verschmutzungen in die Hauptfilterkammer 50 vermieden. Der Filtereinsatz 20 wird vor seiner vollständigen Entnahme aus dem Filtertopf 14 vorzugsweise so lange in der Drainageposition belassen, bis sich die Vorfilterkammer 48 zumindest nahezu vollstän- dig entleert hat.
In der Drainageposition ist ferner das Dichtelement 96 bis oberhalb der Dichtfläche 92d angehoben. Dadurch wird ein Strömungspfad von der Rohseite 66 der Hauptfilterkam- mer 50 zu dem Hauptfilterablauf 100 eröffnet. Auf der Rohseite 66 befindliches Fluid kann somit unter Schwerkrafteinfluss zunächst in einen Ablaufkanal 104 strömen, der zwischen der Dichtfläche 92d und dem Ringstutzen 80 ausgebildet ist. Aus dem Ablaufkanal 104 fließt das Fluid sodann über den Hauptfilterablauf 100 aus dem Filtergehäuse 12.
Durch das Anliegen des Dichtungselements 94 an der Dichtfläche 92c ist der Hauptfilterablauf 100 auch in der Drainageposition gegen den Vorfilterablauf 98 abgedichtet. Der Ringstutzen 80 ist in seiner Länge derart bemessen, dass das Dichtungselement 82 auch in der Drainageposition dichtend an dem Ringstutzen 80 anliegt. Dadurch kann ein Überströmen von Fluid aus dem Ablaufkanal 104 auf die Reinseite 68 des Hauptfilterelements 24 vermieden werden.
Erst nachdem das Fluid von der Rohseite 66 zumindest nahezu vollständig aus dem Ablaufkanal 104 abgeflossen ist, wird der Filtereinsatz 20 aus der Drainageposition in axialer Richtung weiter angehoben, so dass das Dichtungselement 82 außer Eingriff mit dem Ringstutzten 80 kommt. Auf der Reinseite 68 des Hauptfilterelements 24 befindliches Fluid kann dann, sofern es nicht über den Axialauslass 74 abgezogen wurde, über den Ablaufkanal 104 in den Hauptfilterablauf 100 fließen. Durch diese konstruktiv eingerichtete Reihenfolge der Entleerung der Filterkammern 48, 50 kann ein Eintragen von Verschmutzungen auf die Reinseite 66 des Hauptfilterelements 24 beim Entnehmen bzw. Austauschen des Filtereinsatzes 20 zuverlässig vermieden werden. Da beide Filterkammern 48, 50 über je einen eigenen, separaten Ablauf 98, 100 verfügen, kann zudem eine schnelle und gründliche Entleerung des Filtergehäuses 12 erreicht werden. Nach dem vollständigen Entfernen des Filtereinsatzes 20 aus dem Filtertopf 14 wird dieser vom Gehäusedeckel 18 abgekoppelt und ein neuer Filtereinsatz 20 wird am Gehäusedeckel 18 befestigt. Der Filtereinsatz 20 wird nachfolgend in Einführrichtung 88 in den Filtertopf 14 eingesetzt und durch Festschrauben des Gehäusedeckels 18 am Filtertopf 14 in seine Einbauposition (vgl. Fig. 1 ) überführt.

Claims

Ansprüche
1 . Fluidfilter (10), insbesondere für Kraftstoff oder Öl, umfassend:
- ein Filtergehäuse (12),
- einen im Filtergehäuse (12) austauschbar angeordneten Filtereinsatz (20) mit einem Vorfilterelement (22) und mit einem Hauptfilterelement (24), die im Filtergehäuse (12) in Richtung der Längsachse (26) des Filtergehäuses (12) übereinanderliegend angeordnet sind,
wobei das Filtergehäuse (12) einen Vorfilterablauf (98) für das Vorfilterelement (22) und einen zum Vorfilterablauf (98) separat ausgebildeten Hauptfilterablauf
(100) für das Hauptfilterelement (24) aufweist,
wobei der Vorfilterablauf (98) und der Hauptfilterablauf (100) in Betriebsposition des Filtereinsatzes (20) im Filtergehäuse (12) jeweils fluiddicht verschlossen sind und wobei in einer Drainageposition des Filtereinsatzes (20), in die der Filterein- satz (20) durch ein axial gerichtetes Herausbewegen des Filtereinsatzes (20) aus seiner Betriebsposition überführbar ist, eine Rohseite (60) des Vorfilterelements (22) mit dem Vorfilterablauf (98) und eine Rohseite (66) des Hauptfilterelements (24) mit dem Hauptfilterablauf (100) fluidisch verbunden sind, wobei der Vorfilterablauf (98) und der Hauptfilterablauf (100) in der Drainageposition des Filterein- satzes (20) gegeneinander abgedichtet sind, insbesondere durch eine dichtende
Anlage des Filtereinsatzes (20) am Filtergehäuse (12).
2. Fluidfilter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Filtereinsatz (20) in seiner Betriebsposition im Filtergehäuse (12) am Filtergehäuse (12) dichtend anliegt, um den Vorfilterablauf (98) und den Hauptfilterablauf (100) fluiddicht zu verschließen.
3. Fluidfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtereinsatz (20) in seiner Betriebsposition mit jeweils zumindest einer Endscheibe (36, 38, 40) des Vorfilterelements (22) und des Hauptfilterelements (24) an dem Filtergehäuse (12) dichtend anliegt.
4. Fluidfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (12) einen Gehäuseboden (76) mit einem stirnseitigen Axialauslass (74) für das Fluid aufweist, der in der Drainageposition des Filtereinsatzes (20) gegenüber dem Vorfilterablauf (98) und dem Hauptfilterablauf (100) abgedichtet ist.
5. Fluidfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der stirnseitige Axialauslass (74) von einem im Filtergehäuse (12) angeordneten Ringstutzen (80) des Filtergehäuses (12) umgriffen ist, und dass der Filtereinsatz (20) in der Betriebs- und Drainageposition, bevorzugt mit einer Endscheibe (40) des Vor- oder Hauptfilterelements (22, 24), an dem Ringstutzen (80) des Filtergehäuses (12) dichtend anliegt.
6. Fluidfilter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der stirnseitige Axialauslass (74) in der Betriebsposition des Filtereinsatzes (20) mit einer Reinseite (62, 68) des Vorfilterelements (22) oder des Hauptfilterelements (24) fluidisch verbunden ist.
7. Fluidfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (12) einen Filtertopf (14) mit einem sich von einer Ein- führöffnung (16) des Filtergehäuses (12) in Richtung seines Gehäusebodens (76) stufenweise verjüngenden Innendurchmesser aufweist.
8. Fluidfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Vorfilterelement (22) und dem Hauptfilterelement (24) ein Strömungskanal (52) für das Fluid angeordnet ist, der in Richtung der Längsachse (26) durch einander zugeordnete Endscheiben (36, 38) des Vorfilterelements (22) und des Hauptfilterelements (24) unmittelbar begrenzt ist, wobei das Filtergehäuse (12) einen Seitenauslass (58) aufweist, in den der Strömungskanal (52) mündet.
9. Fluidfilter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Endscheiben (36, 38) des Vorfilterelements (22) und des Hauptfilterelements (24), die den Strömungskanal (52) unmittelbar begrenzen, einstückig miteinander ausgebildet sind. l O. Fluidfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Wasserabscheideeinheit (70) zum Abscheiden von in dem Fluid enthaltenem Wasser. 1 1 . Fluidfilter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserabscheideeinheit (70) radial innerhalb des Vorfilterelements (22) oder des Hauptfilterelements (24) angeordnet ist und von dem Fluid seriell zu dem die Wasserabscheideeinheit (70) aufweisenden Filterelement (22, 24) durchströmbar ist. 12. Fluidfilter nach Anspruch 5 und 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (12) an dem Gehäuseboden (76) einen Wasserauslass (78) für aus dem Fluid abgeschiedenes Wasser aufweist, der von dem Ringstutzen (80) in radialer Richtung umgriffen ist. 13. Fluidfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorfilterelement (22) und das Hauptfilterelement (24) jeweils als Rundfilterelemente, insbesondere mit einem sternförmig gefalteten Filtermedium (30a, 30b), ausgebildet sind und koaxial zu der Längsachse (26) des Filtergehäuses (12) angeordnet sind.
14. Filtereinsatz (20) eines Fluidfilters (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Vorfilterelement (22) und mit einem Hauptfilterelement (24), die in Richtung der Längsachse (28) des Filtereinsatzes (20) hintereinanderliegend angeordnet sind.
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