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Technisches Gebiet
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Das
technische Gebiet betrifft Filterkartuschen und Filtrationssysteme,
vorzugsweise mit austauschbaren Filterelementen.
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Hintergrund der Erfindung
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Unterschiedliche
Vorrichtungen und Verfahren sind dazu benutzt worden, um suspendierte
Verunreinigungen aus einem kontaminierten Fluid zu entfernen. Im
Allgemeinen wird das kontaminierte Fluid mittels eines externen
Drucks oder einer externen Kraft durch ein poröses Filtermedium geleitet. Die
Porengröße des porösen Filtermediums
ist so gewählt,
dass das Fluid es passieren kann, während gleichzeitig ein Strömen der
Verunreinigungen durch das poröse
Filtermedium unterbunden wird. Die Verunreinigungen werden von dem
porösen
Filtermedium zurückgehalten,
während
das Fluid das poröse Filtermedium
passiert. Dem durch das Filtermedium strömenden Fluid werden die Verunreinigungen
entzogen.
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Austauschbare
Filterkartuschen und -vorrichtungen haben sich als nützliche
Bauteile von Filtrationssystemen für eine Reihe von Anwendungen erwiesen,
einschließlich
beispielsweise Verbrennungsmotoren wie etwa Dieselmotoren. Austauschbare
Filterelemente können
mit anderen Filtrationssystembauteilen gekoppelt werden, um Anordnungen
darzustellen, die dazu betriebsfähig
sind, partikelförmige
Stoffe und anderes unerwünschtes
Material aus Fluiden zu entfernen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein
Kraftstoff/Wasser-Separierfilter zur Hufschraubverbindung auf eine
Anschlussbasis gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst einen Mutternplattenabschnitt,
der zur Verbindung mit der Anschlussbasis konstruiert und angeordnet
ist, einen mit dem Mutternplattenabschnitt reibverschweißten Mantel,
wobei der Mantel als ein formgegossenes Kunststoffbauteil konstruiert
und angeordnet ist, und ein innerhalb des Mantels angeordnetes Filtermedium
zum Filtern von Kraftstoff, wobei der Mantel einen durchsichtigen
Wassersammelbereich aufweist, der in den Rest des Mantels Einsatz-geformt
(insert molded) ist, um eine Überwachungsmöglichkeit
des Wasserniveaus zu bieten.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Motorfilterbauteil für Flüssigkeiten
vorhanden. Ein im Wesentlichen durchsichtiger Kunststoffmantelabschnitt
erstreckt sich zwischen einem offenen, ersten Ende und einem zweiten
Ende. Das erste Ende des durchsichtigen Abschnitts ist mittels einer
Reibschweißverbindung
mit dem undurchsichtigen Mutternplattenabschnitt aus Kunststoff
verbunden.
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Bei
einer Weiterbildung ist der im Wesentlichen durchsichtige Mantelabschnitt
ringförmig.
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Bei
einer anderen Weiterbildung besteht der im Wesentlichen durchsichtige
Mantelabschnitt aus einem Polyamidmaterial.
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Bei
einer anderen Weiterbildung ist das zweite Ende im Wesentlichen
verschlossen und das zweite Ende legt wenigstens zwei Kanäle fest.
Der Mutternplattenabschnitt besteht aus Nylon.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Filtermantel mit einem Bodenabschnitt
und einem oberen Abschnitt vorhanden. Zumindest ein Teil des Bodenabschnitts
besteht aus einem im Wesentlichen durchsichtigen Kunststoff. Der
obere Abschnitt hat ein offenes oberes Ende und besteht aus einem
undurchsichtigen Kunststoff. Der Bodenabschnitt ist mit dem oberen Abschnitt
Einsatzformgegossen.
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Bei
einer Weiterbildung ist das obere Ende des undurchsichtigen oberen
Abschnitts an einer Reibschweißverbindung
mit einem Mutternplattenabschnitt verbunden.
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Bei
einer anderen Weiterbildung besteht der Mutternplattenabschnitt
aus Nylon. Das undurchsichtige Kunststoffmaterial ist dazu ausgewählt, zu
einer festeren Reibschweißverbindung
mit der Mutternplatte in der Lage zu sein als eine Reibschweißverbindung
zwischen dem im Wesentlichen durchsichtigen Kunststoff und der Mutternplatte.
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Bei
einer anderen Weiterbildung legt der undurchsichtige obere Abschnitt
aus Kunststoff Außengewinde
im Wesentlichen benachbart zu dem offenen oberen Ende fest.
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Bei
einer anderen Weiterbildung hat der Bodenabschnitt ein im Wesentlichen
geschlossenes unteres Ende, das eine Ablassventilöffnung festlegt.
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Gemäß einer
anderen Weiterbildung ist der erste Kunststoff ein unter dem Handelsnamen
Grilamid TR55 LX bekanntes Polyamidmaterial.
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Bei
einer anderen Weiterbildung besteht der gesamte Bodenabschnitt aus
dem im Wesentlichen durchsichtigen Kunststoff.
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Bei
einer anderen Weiterbildung legt der Bodenabschnitt mehrere Außenrippen
fest. Der Bodenabschnitt und der undurchsichtige obere Abschnitt aus
Kunststoff erstrecken sich beide längs einer Achse und haben eine
Gesamtlänge,
von der der Bodenabschnitt ungefähr
1/4 bis 1/3 der Gesamtlänge
einnimmt und der undurchsichtige obere Abschnitt aus Kunststoff
ungefähr
3/4 bis 2/3 der Gesamtlänge
einnimmt.
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Bei
einer anderen Weiterbildung ist nur der Bereich des Bodenabschnitts
aus dem im Wesentlichen durchsichtigen Kunststoff hergestellt und
der Rest des Bodenabschnitts besteht aus dem undurchsichtigen Kunststoff.
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In
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftstoff/Wasser-Separierfilter
zur Schraubverbindung mit einer Anschlussbasis vorhanden, der einen
Mantel und ein innerhalb des Mantels angeordnetes Filtermedium aufweist. Der
Mantel hat ein offenes oberes Ende und ein im Wesentlichen geschlossenes
unteres Ende. Der Mantel besteht aus einem undurchsichtigen Kunststoff
abgesehen von einem Fenster in dem Mantel, das aus einem im Wesentlichen
durchsichtigen Kunststoff besteht. Der im Wesentlichen durchsichtige
Kunststoff des Fensters ist in den undurchsichtigen Kunststoff Einsatz-geformt.
Das Filtermedium ist in dem Mantel zum Filtern von Kraftstoff angeordnet. Der
Mantel legt einen Wassersammelbereich unterhalb des Filtermediums
fest, wobei das Fenster des Mantels so angeordnet ist, dass es mit
zumindest einem Teil des Wassersammelbereichs überlappt, um ein Überwachen
des Wasserniveaus zu erlauben.
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Bei
einer Weiterbildung ist das offene obere Ende des Mantels mit einem
Mutternplattenabschnitt reibverschweißt.
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Bei
einer anderen Weiterbildung besteht die Mutternplatte aus Nylon
und er undurchsichtige Kunststoff ist dazu ausgewählt, zu
einer festeren Reibschweißverbin dung
mit der Mutternplatte in der Lage zu sein als eine Reibschweißverbindung
zwischen dem im Wesentlichen durchsichtigen Kunststoff und der Mutternplatte.
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Bei
einer anderen Weiterbildung legt der undurchsichtige Kunststoff
Außengewinde
im Wesentlichen angrenzend an das offene obere Ende fest.
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Gemäß einer
anderen Weiterbildung ist der im Wesentlichen durchsichtige Kunststoff
ein unter dem Handelsnamen Grilamid TR55 LX bekanntes Polyamidmaterial.
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Bei
einer anderen Weiterbildung erstreckt sich das Fenster um einen
gesamten Umfang des Mantels näher
dem unteren Ende als dem oberen Ende.
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Bei
einer anderen Weiterbildung erstreckt sich das Fenster von einer
Stelle zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende über die
gesamte Strecke bis zum und einschließlich des unteren Endes.
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Kraftstoff/Wasser-Separierfilter anzugeben.
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Damit
in Verbindung stehende Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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1 ist
eine Seitenansicht eines Fahrzeugs mit einem Motor und einem Filtrationssystem.
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2 ist
eine räumliche
Darstellung von oben einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit einem durchsichtigen Mantelbereich.
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3 ist
eine Seitenansicht einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit einem durchsichtigen Mantelbereich.
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4 ist
eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit einem durchsichtigen Mantelbereich.
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5 ist
eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit einem durchsichtigen Mantelbereich.
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Genaue Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Zum
Zwecke eines besseren Verständnisses der
Grundlagen der Erfindung wird nun Bezug genommen auf die in den
Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen
und es werden zum Beschreiben derselben spezielle Begriffe verwendet.
Es versteht sich nichtsdestotrotz, dass dadurch keine Beschränkung des
Schutzumfangs der Erfindung beabsichtigt ist, sondern dass solche
Abwandlungen und Weiterbildungen der dargestellten Vorrichtung und
solche weiteren Anwendungen der vorliegend dargestellten Grundlagen
der Erfindung denkbar sind, die einem Fachmann auf dem die Erfindung
betreffenden Gebiet normalerweise einfallen würden.
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Bezugnehmend
auf 1 ist ein Fahrzeug 10 dargestellt. Das
Fahrzeug 10 kann eines aus einer Vielzahl von Fahrzeugarten
sein, beispielsweise ein Kleinlastwagen, ein mittelschwerer Lastwagen,
ein Schwerlastwagen, ein Pkw, ein Bus oder ein industrielles Fahrzeug
oder ein Baufahrzeug. Das Fahrzeug 10 hat einen Motor 11,
der vorzugsweise ein Dieselmotor ist, jedoch ein anderer Typ eines
Verbrennungsmotors sein könnte,
und ein Filtrationssystem 12, das in Fluidverbindung mit
dem Motor 11 steht und dazu betriebsfähig ist, dem Motor 11 zuzuführende Fluide
zu filtern. Das Filtrationssystem 12 kann dasselbe oder ähnlich den
hierin beschriebenen Filtrationssystemen oder Bauteilen davon sein.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Filter, der z. B.
bei Verbrennungsmotoren wie etwa diesel- oder benzinbetriebenen
Motoren zum Einsatz kommen kann. Solche Filtereinheiten sind wichtig,
da eine Reihe von in Fahrzeugmotoren verwendeten Fluiden dafür anfällig sind,
durch Wasser, Sand, Schmutz und andere partikelförmige Stoffe kontaminiert zu
werden. Verunreinigungen wie etwa Verbrennungsprodukte, Ruß, Feuchtigkeit,
Staub, pulverförmiger
Abrieb etc. vermischen sich mit dem Schmieröl in jedem Moment des Betriebs
eines Automobilmotors und die Verunreinigungen werden von der Filteranordnung
ausgefiltert. Es gibt daher viele Anwendungen für Filter gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Filteranordnung kann beispielsweise für landwirtschaftliche
Geräte,
Geräte
der Bauindustrie, Stammholzschlepper, Lader, andere Geländefahrzeuge,
Schwerlastkraftwagen, Automobile und andere Fahrzeuge, industrielle
Maschinen, die eine Hydraulikfilterung benötigen, und alle anderen Geräte oder
mechanischen Vorrichtungen verwendet werden, die das Filtern von
Fluiden benötigen.
Ferner kann die Filteranordnung dazu benutzt werden, Fremdstoffe
aus einer Reihe unterschiedlicher Fluide zu entfernen. Beispiele
für flüssige Fluide
umfassen Hydraulikflüssigkeiten,
Motorschmieröl,
Dieselkraftstoff, Benzin, Motorkühlflüssigkeit, Öl für automatische
Getriebe und jede andere Flüssigkeitsart.
Die Filteranordnungen können
ebenfalls für
gasförmige Fluide
wie etwa Luft und Abgas verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fluidfilter, einschließlich solcher,
die zur Aufschraubbefestigung an einer Basis konstruiert und angeordnet
sind. Genauer betrifft eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung Kraftstofffilter, die im Hinblick auf
eine Wasserabtrennfähigkeit
konstruiert und aufgebaut sind. Herkömmliche Kraftstofffilter der
allgemein hierin beschriebenen Art weisen häufig einen durchsichtigen Behälter als
separaten Fortsatz zur Überwachung
des Wasserniveaus auf. Der Wasserniveau-Überwachungsbehälter ist
typischerweise mittels einer Schraubverbindung an dem Fluidfiltermantel
befestigt. Weil diese Konstruktionsart einen separaten Behälter erfordert,
führt diese
Konstruktion zu erhöhten
Kosten und, hinsichtlich eines Zusammenbaus und Testens, zusätzlichen
Zeitaufwandes bis zum endgültigen
Produkt. Darüber
hinaus führt das
Verwenden eines als Ansatz ausgebildeten, separaten durchsichtigen
Behälters
zur Wasserüberwachung
zu einer Schraubverbindungsstelle mit dem Kraftstofffiltermantel.
Von Bedeutung ist, dass diese Verbindungsstelle einwandfrei abgedichtet
sein muss, damit es zu keiner Fluidleckage kommt. Dies wiederum
führt zu
einer konstruktiven Herausforderung, da die Verbindungsstelle die
Gefahr eines oder mehrerer Leckagewege durch die Schnittstelle nach sich
zieht. Potentiell besteht ein Erfordernis für eine separate Abdichtung
oder Dichtung im Bereich dieser Verbindungsstelle, und wenn eine
solche eingesetzt wird, erhöht
dies die gesamte Fertigungskomplexität und die Gesamtkosten. Das
trifft unabhängig davon
zu, ob eine Schraubverbindung zum Verbinden des Mantels und des
separaten Behälters
oder irgendeine andere Verbindungstechnik benutzt wird.
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Wie
erwähnt
benutzen einige derzeitige Aufschraub-Kraftstoff/Wasser-Separatoren
aus Metall einen Ansatz in Gestalt eines durchsichtigen Behälters zur
Wasserniveauüberwachung.
Diese Konstruktionsart erfordert einen separaten Behälter und fügt des Weiteren
zusätzliche
Leckpfade, Dichtungen und ein beträchtliches Maß an Kosten
der Fertigungskomplexität
hinzu. Die von Cummins Filtration Inc. (zuvor als Fleetguard Inc.
bekannt) entwickelte Mach-Typ-Filterkonstruktion ist eine Vollkunststofffilterkonstruktion.
Da der Grundfilter schon aus Kunststoff besteht, kann, wenn die
Betriebsdrücke
akzeptabel sind, am Mantel insgesamt oder teilweise durchsichtiger
Kunststoff verwendet werden, um einen transparenten Mantel zur Verwendung
beispielsweise als ein Wasserüberwachungsfenster
zu erzeugen. Alle hierin erläuterten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise eine Vollkunststofffilterkonstruktion.
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Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Filter vom Mach-Typ (Mach 1 oder Mach
2, mit bzw. ohne Mutternplatte) mit einem integral formgegossenen,
durchsichtigen Mantelbereich zur Verwendung bei Kraftstoff/Wasser-Separatoren als ein
Wasserüberwachungs "fenster" vorhanden. Es versteht
sich, dass Abwandlungen dieser Ausführungsform als innerhalb des
Schutzbereichs der Erfindung liegend denkbar sind. Es kann im Wesentlichen
der gesamte Mantel als ein Fenster dienen, vorzugsweise jedoch nur
ein Bereich desselben. Der Bereich kann ein sich um den gesamten
Umfang des Mantels erstreckender Abschnitt oder nur ein Umfangsabschnitt
sein. Das Fenster kann kreisförmig, oval,
quadratisch, rechteckig sein oder eine andere Polygonform haben
oder kann ein Polygon mit abgerundeten Ecken sein.
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Die 2 und 3 stellen
einen Aufschraubfilter 100 vom Mach-1 Typ dar, dessen Mantelbereich 110 mehrere
Außenrippen 112 aufweist. Der
Mantelbereich 110 ist aus transparentem Kunststoff gefertigt
und an einer Verbindung 115 mit einem Mutternplattenabschnitt 120 reibverschweißt. Damit hat
der einstückige
Aufschraubfilter 100 eine Wasserüberwachungsmöglichkeit
ohne die Verwendung oder das Erfordernis zusätzlicher Bauteile, die herkömmliche
Aufschraubfilter benötigen.
Wie zuvor bemerkt kann der Filter 100 mit einem insgesamt
transparenten Kunststoffmantel 110 gefertigt werden. Um Kosten
zu sparen, ist es jedoch bevorzugt, dass lediglich ein kleiner Bereich
des Filtermantels 110 aus dem teureren transparenten Kunststoff
gefertigt wird. Bei einer Ausführungsform
kann dies durch Einsatz-Formgießen
(insert molding) des durchsichtigen Kunststoff-"Bodenmantel"-Abschnitts in weniger teures (undurchsichtiges)
Kunststoffmaterial geschehen, wodurch ein einziger "zweiteiliger" einstückiger Mantel
erzeugt wird, der schließlich
mit dem Mutternplattenabschnitt reibverschweißt wird.
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Eine
Verwendung des gleichen oder eines ähnlichen Materials, wie es
für die
Mutternplatte verwendet wird, für
den oberen Abschnitt des Mantels erleichtert ferner eine festere
und stabilere Reibverschweißung,
jedoch kann durch eine geeignete Materialauswahl der transparente
Kunststoff in der Tat ebenfalls mit dem Mutternplattenabschnitt
reibverschweißt
werden, falls gewünscht.
Ein durchsichtiger Kunststoffmantel kann beim Mach-1- oder Mach-2-Konstruktionstyp
verwendet werden, wenn die Anwendungsdrücke moderat genug sind, um
den Einsatz des allgemein schwächeren,
durchsichtigen oder im Wesentlichen durchsichtigen Kunststoffmaterials
zu gestatten. Es wurden anfängliche
Schweißversuche
für eine
Konstruktion des Typs der 2 und 3 durchgeführt, die
dann einem hydrostatischen Bersttest unterzogen wurden, um die Festigkeit
der Reibschweißverbindung
zu prüfen.
Die Ergebnisse des Bersttests zeigten, dass die Verbindung gut aneinander
haftete, da die erste Versagensstelle sich innerhalb des Grundmaterials
selbst befand. Diese Tests bestätigten,
dass aus Konstruktionssicht eine Reibverschweißung durchsichtigen oder im
Wesentlichen Kunststoffmaterials stabil genug gemacht werden kann
(sogar so stabil wie das Grundmaterial, wie mittels des hydrostatischen Bersttests
gezeigt). Bei einem Versuch an einer durchsichtigen Mantelkonstruktion,
die aus Grilamid TR55 LX hergestellt worden war (unter Verwendung von
Reibschweißtechniken
zum Verbinden des durchsichtigen Kunststoffmantels mit einem Mutternplattenabschnitt
aus schwarzem Nylon), ergab der hydrostatische Bersttest ein Bersten
bei 270 psi und mittlere hydrostatische Berstresultate lagen oberhalb von
230 psi. Grilamid TR55 LX ist ein Material vom Polyamid-12-Typ.
Es versteht sich jedoch, dass andere durchsichtige oder im Wesentlichen
durchsichtige Materialien als innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung
liegend denkbar sind. Andere als potentiell brauchbar eingeschätzte Beispiele
umfassen das Grivory GTR45 Polyamidcopolymer und Isoplast 302EZ,
welches ein thermoplastisches Polyurethan ist, sind jedoch nicht
beschränkt
darauf. Trotz erhöhter
Kosten durch durchsichtiges Kunststoffmaterial verringert das durch
diese Konstruktion ermöglichte verbesserte
Herstellungsverfahren die Gesamtkosten verglichen mit einem herkömmlichen
schraubbefestigten durchsichtigen Behälter.
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Unter
Bezugnahme auf 4 ist der Einsatz durchsichtigen
oder im Wesentlichen durchsichtigen Kunststoffs bei einer Mach-2
Filteranwendung dargestellt. Der Filtermantel 200 weist
vorzugsweise einen oberen Abschnitt 230 aus einem undurchsichtigen Kunststoff
auf. Im Wesentlichen benachbart zum offenen oberen Ende (was das
obere Ende umfassen kann) legt der obere Abschnitt 230 ein
Außengewinde 232 fest.
Der obere Abschnitt 230 ist vorzugsweise integral verbunden
mit einem Bodenabschnitt 240 aus durchsichtigem oder im
Wesentlichen durchsichtigem Kunststoff. Der Bodenabschnitt 240 weist
vorzugsweise mehrere Außenrippen 212 auf,
die an einem im Wesentlichen geschlossenen Ende 242 enden.
Das im Wesentlichen geschlossene Ende 242 definiert vorzugsweise
einen Anschlusskanal 295 und einen zweiten Anschlusskanal 297.
Ein Wasser im Kraftstoff anzeigender Sensor 294 ist im
Anschlusskanal 295 aufgenommen. Ein Ablassventil 296 ist
im Anschlusskanal 297 aufgenommen.
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In
dem Mantel 200 ist ein Filtermedium 290 aufgenommen.
Das Filtermedium 290 ist als ein ringförmig plissiertes bzw. gefaltetes
Filtermedium dargestellt, das sich zwischen einer unteren Endplatte 292 und
einer oberen Endplatte (nicht dargestellt) erstreckt. Es versteht
sich jedoch, dass andere Filtermediumarten als innerhalb des Schutzbereichs
der Erfindung liegend denkbar sind. Der Mantel 200 legt einen
Wassersammelbereich 280 unterhalb des Filtermediums 290 fest.
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Unter
Bezugnahme auf 5 ist die Verwendung von durchsichtigem
oder im Wesentlichen durchsichtigem Kunststoff in einer anderen
Ausführungsform
einer Mach-2 Filteranwendung dargestellt. Der Filtermantel 300 weist
vorzugsweise einen oberen Abschnitt 330 aus undurchsichtigem
Kunststoff auf. Im Wesentlichen angrenzend an das offene obere Ende
(was das obere Ende einschließen
kann) legt der obere Abschnitt 330 ein Außengewinde 332 fest. Der
obere Abschnitt 330 ist mit einem Bodenabschnitt verbunden,
der ein im Wesentlichen durchsichtiges Fenster 340 aufweist.
Der Bodenabschnitt hat vorzugsweise mehrere Außenrippen 312, die
an einem im Wesentlichen geschlossenen Ende 342 enden.
Das im Wesentlichen geschlossene Ende 342 legt vorzugsweise
einen Anschlusskanal 395 und einen zweiten Anschlusskanal 397 fest.
In dem Anschlusskanal 395 ist ein Wasser im Kraftstoff
anzeigender Sensor 394 aufgenommen. Im Anschlusskanal 397 ist
ein Ablassventil 396 aufgenommen.
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In
dem Mantel 300 ist ein Filtermedium 390 aufgenommen.
Das Filtermedium 390 ist als ein ringförmig gefaltetes, plissiertes
Filtermedium dargestellt, das sich zwischen einer unteren Endplatte 392 und
einer oberen Endplatte (nicht dargestellt) erstreckt. Es versteht
sich jedoch, dass andere Filtermedienarten als innerhalb des Schutzbereichs
der Erfindung liegend denkbar sind. Der Mantel legt einen Wassersammelbereich 380 unterhalb
des Filtermediums 390 fest. Das Fenster 340 besteht
aus im Wesentlichen durchsichtigem Kunststoff und überlappt
zumindest zum Teil mit dem Wassersammelbereich 380 in dem
Mantel 300. Alternativ kann, wie in der Ausführungsform
der 4, ein Fenster den gesamten Bodenabschnitt des
Mantels umgeben.
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Obwohl
Aspekte der hier gegebenen Beschreibung sich auf von Cummins Filtration
Inc. verkaufte Mach-Filter beziehen, ist dies lediglich als ein nicht
beschränkendes
Beispiel einer Anwendung der vorliegenden Erfindung gedacht. Gleichermaßen können, wie
zuvor erläutert,
verschiedene Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung Anwendung bei einer Filtration einer
Reihe anderer Fluide finden. Jedoch betrifft die derzeit bevorzugteste
Anwendung die Kraftstofffiltration. Dies rührt daher, dass die meisten
durchsichtigen Materialien minimale Mengen an oder gar kein Füllmaterial
zur Verstärkung (wie
etwa Glas- oder Mineralfüllmaterial)
verwenden. Materialien geringerer Stabilität werden allgemein in Niederdruckanwendungen
eingesetzt, in denen gewöhnlich
eine Wasserabtrennung stattfindet. Verschiedene zuvor beschriebene
Ausführungsformen der
Erfindung erlauben es einem somit, das Niveau des Wassers zusammen
mit dem Kraftstoff visuell zu erfassen. Systeme unter höherem Druck
behindern gewöhnlich
die Kraftstoffabtrennung aufgrund der starken Strömung und
des Mitreißens
von Wasser in das System. Dennoch können verschiedene Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung auch Anwendung beim visuellen Erfassen
von Fluidpegeln in verschiedenen anderen Filtrationssystemen finden. Gleichermaßen können verschiedene
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dazu benutzt werden, einen bestimmten
Mediumstyp oder eine bestimmte Kartusche, einen auf die Kartusche
gedruckten Filtrationswert oder sogar eine Marke und Qualität eines
Mediums visuell zu identifizieren.
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Das
Verwenden eines durchsichtigen oder transparenten Materials für einen
Teil oder die Gesamtheit des Mantels ermöglicht es der Konstruktion, einen
durchsichtigen Wassersammelbehälter
als einen integralen oder einstückigen
Teil des Primär- oder
Hauptkraftstofffiltermantels vorzusehen. Derzeit dämpfen wahrscheinlich
Materialkostenüberlegungen
den Wunsch, den gesamten Mantel aus durchsichtigem oder im Wesentlichen
durchsichtigem Kunststoff bestehen zu lassen. Nur ausgewählte Bereiche
des Mantels aus einem durchsichtigen oder transparenten Material
bestehen zu lassen ist jedoch eine Option, wie von der vorliegenden
Erfindung vorgeschlagen und in den verschiedenen Ausführungsformen
offenbart (siehe die 4 und 5).
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein einstückiger Kraftstofffiltermantel,
der genügend
Festigkeit und Stabilität
hat, um den Einsatz eines transparenten, formgegossenen Kunststoffmaterials
für den
gesamten Kraftstofffiltermantel zu erlauben. Sowohl der Kraftstofffilterbereich
als auch der Wassersammelbehälterbereich
des Mantels sind als ein einziges einstückiges Bauteil ausgestaltet.
Dieser einstückige
Aufbau schließt
das Erfordernis für
ein separates Behälterbauteil
aus und beseitigt die Notwendigkeit einer Verbindungsstelle. Das
wiederum spart Kosten und Montagezeit und eliminiert die Gefahr
einer möglichen
Fluidleckage durch oder um die Verbindungsstelle herum. Wie erwähnt können derzeit
die erhältlichen
durchsichtigen Kunststoffe, die eine ausreichende Festigkeit für einen
einstückigen
Mantel haben, unter Kostengesichtspunkten nachteilig sein. Dies
kann sich jedoch ändern,
wenn neue Kunststoffe verfügbar
werden.
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Bei
einer verwandten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird der Kraftstofffiltermantel mittels
eines Einsatz-Formgießverfahrens
hergestellt. Einsatz-Formgießen erlaubt
die Verwendung eines preiswerteren Kunststoffmaterials für den oberen
Körper
des Mantels und die Verwendung des gewünschten transparenten oder
durchsichtigen Kunststoffmaterials für den unteren Wassersammelbereich des
Mantels und führt
in der Praxis dennoch zu einem integral formgegossenen Bauteil,
welches als ein einstückiges
Bauteil angesehen werden kann, obwohl es in zwei Schritten oder
Stufen formgegossen ist.
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Hinsichtlich
des durchsichtigen Materialbereichs, der als Teil des undurchsichtigen
Mantels oder in diesen Einsatz-formgegossen wird, werden als Teil
der vorliegenden Erfindung mehrere Formen und Größen vorgeschlagen. In einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein 360 Grad ringförmiger Bereich
zum Überwachen
der Wasseransammlung vorgesehen. In anderen Ausföhrungsformen der vorliegenden
Erfindung ist das durchsichtige Kunststoffmaterial, das in den Fluidfiltermantel Einsatz-formgegossen
wird, in einen Sichtbereich geformt, der sich über deutlich weniger als volle
360 Grad erstreckt. Dieser durchsichtige Bereich oder dieses Fenster
wird in den undurchsichtigen Kunststoffkörper Einsatz-formgegossen,
der den verbleibenden Teil des Kraftstofffiltermantels darstellt.
Angedachte Formen für
dieses durchsichtige Fenster schließen unter anderem ein quadratisch,
rechteckig, kreisförmig
und oval.
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Die
undurchsichtigen Kunststoffe, die als zur Verwendung für den Kraftstofffiltermantel
geeignet sind, und die Kunststoffe, die für das durchsichtige Fenster
geeignet sind, werden allgemein als nicht molekular kompatibel für ein gemeinsames
Formgießen
mit einer einstückigen
Verbindung während
des Einsatz-Formgießverfahrens
angesehen. Zwar kann eine gewisse Verbindung der zwei Kunststoffmaterialien
auftreten, wenn der geschmolzene undurchsichtige Kunststoff mit
dem eingesetzten durchsichtigen Kunststoff in Kontakt kommt, jedoch
wird diese Verbindung nicht immer stabil genug sein, um den inneren
Betriebsdrücken
zu wiederstehen, die der Fluidfilter erfahren wird. Deshalb sind
die Kontaktränder um
den äußeren Umfang
des durchsichtigen Fensters vorzugsweise auf bestimmte Art geformt
und konfiguriert, um der gegenseitigen Verbindung zusätzliche
Festigkeit mittels einer Art mechanischen Formschlusses oder mechanischer
Verhakung zu verleihen. Durch Formen der äußeren Umfangsränder des
durchsichtigen Fensters kann der undurchsichtige Kunststoff um diese
mechanischen Ausformungen herum und in sie hinein fließen und
dadurch mit dem durchsichtigen Fenster verhaken und es in dem undurchsichtigen
Kunststoff auf eine stabilere und zuverlässigere Art und Weise mit einer
Verbindung halten, die dazu ausreicht, den inneren Betriebsdrücken des
Fluidfilters ohne jegliche Rißbildung
und ohne jegliche Trennung oder Leckage zu widerstehen. Diese besondere
mechanische Randausbildung für
das durchsichtige Fenster zum Erreichen der geforderten Festigkeit
und Stabilität
der Verbindung kann bei manchen Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung abhängig
von den ausgewählten
Materialien bevorzugt sein.
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Die
Hufschraubverbindung auf eine Basis verwendet bei einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen Mutternplattenabschnitt. Der Mantel
ist mit diesem Mutternplattenabschnitt reibverschweißt und beide
Kunststoffmaterialien, durchsichtig oder undurchsichtig, können für die Reibschweißverbindung
verwendet werden. Manche Fluidfilterkonstruktionen eliminieren die
typische Mutternplatte und verwenden stattdessen einen vergrößerten Schraubeinsatz
am offenen Ende des Mantels. Die verschiedenen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind für beide Arten von Fluidfiltern geeignet,
entweder mit einer Mutternplatte oder ohne eine Mutternplatte und
mit der Verwendung eines Schraubeinsatzes.
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Zwar
ist die Erfindung in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung
dargestellt und genau beschrieben worden, jedoch ist selbige als
erläuternd
und nicht beschränkend
anzusehen, wobei es sich versteht, dass nur die bevorzugten Ausführungsformen
gezeigt und beschrieben worden sind und dass alle Änderungen
und Abwandlungen, die im Rahmen der Erfindung liegen, geschützt sein
sollen. Es sollte verstanden werden, dass obwohl der Gebrauch von
Worten wie "vorzugsweise", "bevorzugt" oder "bevorzugter" in der Beschreibung
angibt, dass das so beschriebene Merkmal wünschenswerter sein kann, es
dennoch aber nicht notwendig sein kann und Ausführungsformen ohne selbiges
als innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung liegend angesehen
werden können,
wobei der Schutzbereich durch die folgenden Ansprüche festgelegt
ist. Beim Lesen der Ansprüche
soll die Verwendung von Wörtern
wie "ein", "eine", "zumindest ein" oder "zumindest ein Teil" keine Absicht bedeuten,
den Anspruch auf nur ein einziges Teil einzuschränken, außer speziell in dem Anspruch
abweichend angegeben. Wenn die Begriffe "zumindest ein Teil" und/oder "ein Teil" benutzt werden, kann der Gegenstand
einen Teil und/oder den gesamten Gegenstand umfassen, außer speziell
abweichend angegeben.