DE102011112513B4

DE102011112513B4 - Kraftstofffilter

Info

Publication number: DE102011112513B4
Application number: DE102011112513.6A
Authority: DE
Inventors: Martin Klein; Martin Veit
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2023-12-07
Anticipated expiration: 2031-09-08
Also published as: DE102011112513A1

Abstract

Kraftstofffilter (1) zur Filterung von Kraftstoff, insbesondere von Dieselkraftstoff, umfassend:ein Filtermedium (2),eine mit dem Filtermedium (2) verbundene Endscheibe (3), sowie einen Wassersammelraum (14) zum Sammeln von reinseitig aus dem Kraftstoff abgeschiedenem Wasser,wobei der Wassersammelraum (14) in die Endscheibe (3) integriert ist, wobei in der Endscheibe (3) eine Öffnung (12) zum Austritt von gereinigtem Kraftstoff gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Öffnung (12) ein Austrittsrohr (13) zum Austritt des gereinigten Kraftstoffs eingebracht ist, wobei der gefilterte Kraftstoff den Kraftstofffilter (1) oberhalb des Wassersammelraums (14) durch das Austrittsrohr (13) verlässt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Kraftstofffilter zur Filterung von Kraftstoff, insbesondere von Dieselkraftstoff, umfassend: ein Filtermedium, insbesondere einen ringförmigen Faltenbalg, eine mit dem Filtermedium verbundene Endscheibe, sowie einen Wassersammelraum zum Sammeln von reinseitig aus dem Kraftstoff abgeschiedenem Wasser.
Stand der Technik
Aus der DE 101 23 190 A1 ist ein Kraftstofffilter insbesondere für Dieselkraftstoff bekannt geworden, der mindestens zweistufig mit einer stromab letzten Filterstufe aus hydrophoben und einer stromauf direkt oder mit geringem Abstand davor liegenden Stufe aus hydrophilem, jeweils durchlässigem Filtermedium ausgebildet ist. Der die vorletzte Filterstufe verlassende, Wasseranteile enthaltende Kraftstoff trifft umlenkungsfrei auf das Material der letzten Filterstufe auf. Für das an der letzten Filterstufe abgeschiedene Wasser ist zwischen den beiden Filterstufen ein Abflussbereich für einen schwerkraftbewirkten Wasserabfluss vorgesehen.
In DE 101 06 950 A1 wird ein Filterelement für Dieselkraftstoff vorgeschlagen, bei dem ein radial durchströmter Sterneinsatz mit einem Wasserspeicherraum zu einem Einsatzmodul integriert ist, der austauschbar in einem Filtergehäuse einbaubar ist.
DE 10 2009 047 827 A1 betrifft eine Filtereinrichtung zum Filtern eines Fluides mit zumindest einem in einem Filtergehäuse angeordneten Filterelement, einem Coaleszer zum Abscheiden von in dem Fluid enthaltenen Wasser und einem Wassersammelbehälter zum Sammeln des abgeschiedenen Wassers. Aus DE 10 2010 031 341 A1 ist ein Kraftstofffilter bekannt mit einem Filtergehäuse, in welchem mindestens ein auswechselbarer, von dem Kraftstoff durchströmbarer Filtereinsatz angeordnet ist, wobei das Filtergehäuse mit einem Filterkopf verbunden ist und wobei ein im Betrieb des Kraftstofffilters unterer Gehäuseteil als vom übrigen Filtergehäuse lösbare, einen Wassersammelraum bildende Bodenwanne ausgeführt ist.
Um den Abflussbereich bzw. einen Wassersammelraum in einem Bodenbereich des Filtergehäuses zu bilden, ist in der DE 101 23 190 A1 die erste Filterstufe vom Boden des Filtergehäuses beabstandet und liegt mit ihrem unteren Ende auf einem am Filtergehäuse gebildeten Absatz auf. Um die Rohseite der ersten Filterstufe von dem reinseitigen Wassersammelraum zu trennen, ist eine radiale Abdichtung (O-Ring bzw. Elastomerscheibe) zwischen der ersten Filterstufe und der Innenwand des Filtergehäuses notwendig.
Dies führt jedoch zu erhöhtem Fertigungsaufwand, da bei der Auslegung des Dichtungselementes die Rauhigkeit der Gehäuseinnenwand in Betracht gezogen werden muss. Dies führt in der Regel dazu, dass das Dichtungselement gepresst eingebaut werden muss.
Ebenfalls muss bei der Wahl des Dichtungselementes die geringe Rundheitsgenauigkeit des Gehäuses bzw. des Gehäusetopfs berücksichtigt werden. Um Toleranzen auszugleichen, werden in der Regel „dicke“ und damit kostenintensive Dichtungselemente gewählt.
Zudem muss das Dichtungselement entweder als separates Bauteil bereitgestellt werden, welches zusätzliche Lager- und Herstellungskosten bedingt, oder als ein Abschnitt einer Zweikomponenten-Endscheibe hergestellt werden, was ebenso eine Kostensteigerung bedingt.
Der vorbekannte Kraftstofffilter weist somit eine aufwändige und kostenintensive Konstruktion auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen konstruktiv einfachen und kostengünstigen Kraftstofffilter bereitzustellen.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch einen Kraftstofffilter der eingangs genannten Art gelöst, bei dem der Wassersammelraum in die Endscheibe integriert ist. Durch die Integration des Wassersammelraums in die Endscheibe kann der Kraftstofffilter bzw. die Endscheibe am Boden des Gehäuses bzw. Gehäusetopfs angeordnet werden. Somit kann auf das Vorsehen einer Stufe an der Innenwand des Gehäusetopfs sowie auf ein dort angebrachtes Dichtungselement verzichtet werden, wodurch sich eine einfache Montage ergibt. Insbesondere kann auf diese Weise ggf. vollständig auf das Vorsehen einer axialen oder radialen Abdichtung zum Gehäusetopf verzichtet werden und es kann eine einstückig ausgebildete Endscheibe verwendet werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheibe an einer Kontaktfläche dichtend mit dem Filtermedium verbunden ist, und dass sich die Endscheibe zur Bildung des Wassersammelraums von der Kontaktfläche in eine dem Filtermedium abgewandte Richtung erstreckt. Das Filtermedium kann beispielsweise mit der Endscheibe verklebt oder in die Endscheibe eingebettet sein. Die Einbauposition des Filterelements wird hierbei derart gewählt, dass die Endscheibe mit dem Wassersammelraum an der Unterseite des Filtermediums angeordnet ist. Somit wird gewährleistet, dass das durch das Filtermedium abgesonderte Wasser unter Schwerkraftwirkung in den Wassersammelraum fließt. Am gegenüber liegenden, oberen Ende weist das Filtermedium typischerweise eine weitere, konventionelle Endscheibe auf, wobei das Filtermedium zusammen mit den Endscheiben ein (Wechsel-)Filterelement bilden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Endscheibe eine von der Kontaktfläche beabstandete, insbesondere plane Grundfläche auf. Die Grundfläche bildet den Boden des Wassersammelraums und ist an einer dem Filtermedium abgewandten Seite der Endscheibe angeordnet. Die Geometrie der Grundfläche ist hierbei an die Geometrie des Bodenbereichs des Gehäusetopfs angepasst, in welche das Filterelement eingebracht wird. Ist der Boden des Gehäusetopfs z.B. plan ausgebildet, ist auch die Grundfläche in der Regel eine Planfläche.
Eine Weiterbildung der eben beschriebenen Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheibe zwischen der Grundfläche und der Kontaktfläche eine umlaufende Wand zur radialen Begrenzung des Wassersammelraums aufweist. Die radial umlaufende Wand weist bevorzugt einen zylindrischen Verlauf auf. Es sind jedoch auch andere geometrische Ausgestaltungen, wie beispielsweise ein konischer Verlauf der umlaufenden Wand denkbar. Die Grundfläche und die umlaufende Wand umschließen den Wassersammelraum, der zum Filtermedium hin eine Öffnung aufweist, durch die das abgeschiedene Wasser in den Wassersammelraum eintreten kann.
Ebenfalls bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Endscheibe einen zum Wassersammelraum hin geneigten Abschnitt aufweist. Der geneigte Abschnitt verbessert das Ablaufen des abgeschiedenen Wassers in Richtung des Wassersammelraums.
Eine nicht erfindungsgemäße Weiterbildung der eben beschriebenen Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der zum Wassersammelraum hin geneigte Abschnitt die Kontaktfläche umfasst. Ist die Kontaktfläche zwischen Endscheibe und Filtermedium zum Wassersammelraum hin geneigt, muss das Filtermedium bzw. Filtermaterial typischerweise schräg abgeschnitten werden. Abgeschiedenes Wasser kann durch die geneigte Kontaktfläche besonders einfach aus dem Filtermedium in Richtung des Wassersammelraums abfließen.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Endscheibe einteilig ausgeführt ist. Die Endscheibe ist bevorzugt aus Kunststoff, beispielsweise aus glasfaserverstärktem Polyamid, z.B. Polyamid 6 (PA6GF) hergestellt. Zusätzlich benötigte Abdichtungen und Schnittstellen zu anderen Bauteilen werden durch die einteilige Ausführung vermieden.
Erfindungsgemäß ist eine Ausführungsform, bei der in der Endscheibe eine Öffnung zum Austritt von gereinigtem Kraftstoff gebildet ist. Durch eine solche Austrittsöffnung kann der gereinigte Kraftstoff zur Unterseite des Gehäusetopfs hin abfließen. Es versteht sich, dass Kraftstoffeintritt in die Austrittsöffnung von der Grundfläche der Endscheibe ausreichend weit beabstandet sein muss, um zu verhindern, dass zusätzlich zum gereinigten Kraftstoff auch abgeschiedenes Wasser durch die Öffnung abläuft.
Ergänzend zu einer Kraftstoff-Austrittsöffnung kann die den Wassersammelraum umschließende Endscheibe mit einer Wasserauslassöffnung versehen sein, durch welche abgeschiedenes Wasser aus dem Wassersammelraum abgelassen werden kann. Vorzugsweise ist die Wasserauslassöffnung an einem Teil der Endscheibe vorgesehen, welcher den Boden des Wassersammelraums bildet. Im Speziellen ist die Wasserauslassöffnung an der Grundfläche der Endscheibe vorgesehen. Die Wasserauslassöffnung ist z.B. mit einem Wasserablassventil versehen, welches manuell oder automatisch betätigt werden kann. Des Weiteren kann zusätzlich eine Wassersensor-Durchtrittsöffnung an der Endscheibe vorgesehen sein, durch welche Anschlussmittel für einen Wassersensor, der gegebenenfalls im Wassersammelraum angeordnet ist, geführt sind. Die Wassersensor-Durchtrittsöffnung kann zusätzlich zur Kraftstoff-Austrittsöffnung und/oder zur Wasserauslassöffnung vorgesehen werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Wassersensor-Durchtrittsöffnung von der Wasserauslassöffnung gebildet, d. h. der Wasserauslass und der Anschluss eines Wassersensors erfolgen mittels eines gemeinsamen Durchbruchs an der Endscheibe.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist in die Öffnung ein Austrittsrohr zum Austritt des gereinigten Kraftstoffs eingebracht. In diesem Fall kann die Austrittsöffnung an der Endscheibe auch im Bereich der Grundfläche bzw. im Bereich des Wassersammelraums gebildet sein, da der Austritt des gereinigten Kraftstoffs über das Austrittsrohr erfolgt und somit die Funktion des Wassersammelraums aufrecht erhalten werden kann, während der gereinigte Kraftstoff zur Unterseite des Gehäusetopfs hin abfließen kann. Beispielsweise kann das Austrittsrohr zentrisch in dem Wassersammelraum angeordnet sein, der von der planen Grundfläche und von der umlaufenden Wand umschlossen wird, wobei das Austrittsrohr nach oben über den Wassersammelraum übersteht. Zur Abdichtung zwischen dem Austrittsrohr und der Endscheibe kann eine Dichtung vorgesehen sein, die einen Austritt von Wasser aus dem Sammelraum verhindert.
In einer Ausführungsform weist das Filtermedium sowohl eine Filtrationswirkung für Partikel als auch eine Koaleszenzwirkung auf, d.h. kleine Wassertöpfchen werden beim Durchtritt durch das Filtermedium zu größeren Wassertröpfchen verbunden.
In einer Ausführungsform ist das Filtermedium einlagig ausgebildet.
In einer anderen Ausführungsform ist das Filtermedium mehrlagig ausgebildet, wobei mindestens eine Filtrationslage und mindestens eine Koaleszenzlage vorgesehen sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist gekennzeichnet durch einen Filtertopf, in den das mit der Endscheibe verbundene Filtermedium eingebracht ist. Das Filterelement mit der Endscheibe und dem Filtermedium wird bei der Montage in den Filtertopf eingeschoben, bis die Endscheibe am Boden des Filtertopfs anliegt. Es versteht sich, dass nach dem Einschieben des Filterelements ein Gehäusedeckel auf den Filtertopf aufgeschraubt werden kann.
Bei einer Weiterbildung der eben beschriebenen Ausführungsform ist die Endscheibe an einer einem Kraftstoffaustritt abgewandten Seite des Filtertopfs angeordnet. Die Endscheibe liegt in bevorzugter Einbauposition mit ihrer Grundfläche an der unteren Gehäusewand (Boden) des Filtergehäuses an. Während das abgeschiedene Wasser in der bevorzugten Einbauposition in den Wassersammelraum nach unten fließt, strömt der gereinigte Kraftstoff in Richtung nach oben hin zu einem Abfluss, z.B. zu einer Austrittsöffnung, die in einer oberen Endscheibe des Filterelements bzw. einem Gehäusedeckel gebildet ist.
Eine Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine bevorzugt zentrisch an dem Filtertopf angebrachte Austrittsöffnung zum Austritt von gereinigtem Kraftstoff vorgesehen ist. Bei rotationssymmetrisch ausgelegtem Wassersammelraum kann die Austrittsöffnung z.B. zentrisch in dem Wassersammelraum angeordnet sein. Typischerweise ist die Austrittsöffnung an der Unterseite des Filtertopfes vorgesehen, so dass das oben beschriebene Austrittsrohr in die Austrittsöffnung des Filtertopfes münden kann. Die Öffnung in der Endscheibe und die Austrittsöffnung an dem Filtertopf bzw. das Austrittsrohr sind in diesem Fall konzentrisch und im Wesentlichen deckungsgleich ausgeführt. Es versteht sich, dass die Austrittsöffnung alternativ auch an einer Erhebung am Boden des Filtertopfes ausgebildet sein kann, die bei eingesetztem Filterelement über den Bereich des Wassersammelraums übersteht.
Besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung, bei der die Geometrie der Endscheibe so an die Geometrie des Filtertopfs angepasst ist, dass sich die Endscheibe in radialer Richtung bis zu einer umlaufenden Wand des Filtertopfs erstreckt. Bei der Konstruktion der Endscheibe werden die Rundheitstoleranzen des Filtertopfs berücksichtigt, sodass ein leichtgängiger Einbau der Endscheibe in den Filtertopf gewährleistet ist. Die radialen Abmessungen der Endscheibe sind derart zu wählen, dass radiale Bewegungen der Endscheibe bzw. des Filterelements in dem Filtertopf, die zu „Klappergeräuschen“ führen können, nach Möglichkeit ausgeschlossen sind.
Durch die oben beschriebene Ausführung der Endscheibe kann die umlaufende Wand des Filtertopfs konstruktiv einfach gestaltet werden, da der für die Lagerung des Dichtungselementes zwischen Filterelement und Filtertopf benötigte Absatz nicht mehr erforderlich ist. Es versteht sich, dass typischerweise die Endscheibe einen Abschnitt aufweist, der nach außen über die radiale Erstreckung des Filtermediums übersteht, damit zwischen dem Filtermedium und der umlaufenden Innenwand des Gehäusetopfs ein Ringspalt zur Zuführung des rohseitigen Kraftstoffs gebildet werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele sind in der schematischen Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen:

1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstofffilters mit in eine Endscheibe mit integriertem Wassersammelraum und Kraftstoffaustritt nach unten,
2 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines nicht erfindungsgemäßen Kraftstofffilters mit Kraftstoffaustritt nach oben,
3 eine Schnittansicht eines Details einer weiteren Ausführungsform eines nicht erfindungsgemäßen Kraftstofffilters,
4 eine Schnittansicht eines Details einer weiteren Ausführungsform eines nicht erfindungsgemäßen Kraftstofffilters,
5a, b Schnittansichten von Details von Abwandlungen der Ausführungsformen von 3, 4 mit einem schräg abgeschnittenen Filtermedium.

Bei den unterschiedlichen Ausführungsformen sind identische Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines rotationssymmetrischen Kraftstofffilters 1 mit einem als Faltenbalg 2 ausgebildeten Filtermedium und einer Endscheibe 3, die zusammen mit einer (nicht gezeigten) oberen Endscheibe ein Filterelement bilden. Der Faltenbalg 2 ist mit der Endscheibe 3 an einer Kontaktfläche 4 dichtend verbunden. Bevorzugt wird der Faltenbalg 2 hierbei mit der Endscheibe 3 verschweißt oder verklebt.
Das Filterelement, d.h. die Endscheibe 3 mit dem Faltenbalg 2, ist in einem zylindrischen Filtertopf 5 mit planem Boden angeordnet.
Die Endscheibe 3 weist eine umlaufende Erhebung 6 auf, an deren Oberseite die Kontaktfläche 4 angeordnet ist. Erhebung 6 umfasst eine innere umlaufende Wand 7 und eine äußere umlaufende Wand 8, wobei die innere umlaufende Wand 7 die Erhebung 6 mit einer planen Grundfläche 9 der Endscheibe verbindet. Zwischen Kontaktfläche 4 und der inneren um laufenden Wand 7 ist ein als Schräge 10 ausgebildeter Abschnitt vorgesehen.
Die Endscheibe 3 ist einteilig ausgeführt und liegt in der in 1 gezeigten Position mit der planen Grundfläche 9 und radialen Absätzen 11, die sich von der äußeren umlaufenden Wand 8 nach außen erstrecken, an der unteren Innenseite (Boden) des Filtertopfes 5 an. Die Endscheibe 3 erstreckt sich in radialer Richtung bis zu der umlaufenden Innenwand des Filtertopfes 5, wobei ein Spiel vorgesehen werden kann, um ein leichtes Einschieben des Faltenbalgs 2 zusammen mit der Endscheibe 3 in den Filtertopf 5 zu gewährleisten. Wird ein Spiel vorgesehen, ist es günstig, wenn das Filterelement z.B. am oberen Ende geeignet zentriert wird, um radialen Bewegungen der Endscheibe 3 bzw. des Filterelements in dem Filtertopf 5, die zu „Klappergeräuschen“ führen können, entgegenzuwirken.
Konzentrisch zur inneren umlaufenden Wand 7 ist eine Öffnung 12 zum Austritt von gereinigtem Kraftstoff in der Endscheibe 3 vorgesehen, die in eine Austrittsöffnung im Filtertopf 5 mündet und mit dieser deckungsgleich ausgebildet ist. In Öffnung 12 der Endscheibe 3 ist ein Austrittsrohr 13 angeordnet, durch das der gereinigte Kraftstoff aus dem Filtertopf 5 austreten kann.
Die Endscheibe 3 des Kraftstofffilters 1 weist einen Wassersammelraum 14 auf, der von der inneren umlaufenden Wand 7 und der planen Grundfläche 9 umschlossen ist. Der Wassersammelraum 14 wird in Richtung einer Mittelachse 15 des Filtertopfes 5 durch das Austrittsrohr 13 begrenzt. Ein Dichtungselement 16 ist zwischen Endscheibe 3, Öffnung 12 und Austrittsrohr 13 angeordnet, um den Wassersammelraum 14 abzudichten.
Der Kraftstofffilter 1 weist eine innere Abdeckung 17 auf, die auf einer radial innenliegenden Reinseite 19 des Faltenbalgs 2 verläuft und über dem Wassersammelraum 14 und dem Austrittsrohr 13 angeordnet ist. Die Abdeckung 17 kann hierbei z.B. am oberen Ende des Filterelements bzw. des Faltenbalgs 2 angebracht sein und dient als Umlenkkontur für den reinseitigen Kraftstoff, d.h. der Kraftstoff wird an der Abdeckung 17 umgelenkt, was die Schwerkraft-Abscheidung des im Kraftstoff enthaltenen Wassers begünstigt.
Im Bereich des Wassersammelraums 14 können ggf. Mittel zum Ablassen des im Wassersammelraum 14 gesammelten Wassers, z.B. in Form eines Überlaufventils vorgesehen sein (nicht dargestellt). Dies ist günstig, um zu verhindern, dass das in dem Wassersammelraum 14 abgeschiedene Wasser einen Pegel erreicht, der auf das Niveau des Kraftstoffaustritts ansteigt, so dass abgeschiedenes Wasser durch diesen austreten kann.
Zusätzlich zur Öffnung 12 kann die Endscheibe 3 z. B. mit einer (nicht gezeigten) Wasserauslassöffnung versehen, durch welche abgeschiedenes Wasser aus dem Wassersammelraum 14 abgelassen werden kann. Vorzugsweise ist die Wasserauslassöffnung am Boden der Endscheibe 3, also an der Grundfläche 9 der Endscheibe 3 vorgesehen. Die Wasserauslassöffnung kann mit einem (nicht gezeigten) Wasserablassventil versehen sein. Des Weiteren kann zusätzlich eine (nicht gezeigte) Wassersensor-Durchtrittsöffnung an der Endscheibe 3 vorgesehen sein, durch welche Anschlussmittel für einen (nicht gezeigten) Wassersensor, der gegebenenfalls im Wassersammelraum 14 angeordnet ist, geführt sind.
Im Folgenden soll die Durchströmung des Kraftstofffilters 1 näher erläutert werden: Der zu filternde Kraftstoff tritt im Bereich der in 1 gezeigten Oberseite des Kraftstofffilters 1 in denselben ein und strömt ausgehend von der Rohseite 18 des Faltenbalgs 2 auf eine Reinseite 19 (Richtungspfeil 19a). Durch Faltenbalg 2, welcher als Koaleszenz-Filter („Coalescer“) wirkt, wird zusätzlich zur Abscheidung von Partikeln Wasser in dem Kraftstoff koalesziert, d.h. kleine Wassertöpfchen werden durch das Filtermedium 2 zu größeren Wassertröpfchen umgewandelt. Die hierbei gebildeten Wassertropfen werden aus dem gereinigten Kraftstoff durch Schwerkraft-Abscheidung abgeschieden.
Um dies zu begünstigen, ist an der Endscheibe 3 die Schräge 10 gebildet, die in Richtung des Wassersammelraums 14 geneigt ist. Die Schräge 10 unterstützt das Abfließen des Wassers zum Wassersammelraum 14. Der gefilterte Kraftstoff strömt hingegen an der Reinseite 19 des Faltenbalgs 2 entlang der Abdeckung 17, welche eine Strömungsumlenkung bewirkt, und verlässt den Kraftstofffilter 1 oberhalb des Wassersammelraums 14 durch das Austrittsrohr 13.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines nicht erfindungsgemäßen Kraftstofffilters 1a mit einem Faltenbalg 2 und einer Endscheibe 3a, die an einer Kontaktfläche 4a dichtend miteinander verbunden sind. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform nach 1 ist der Kraftstoffaustritt des gereinigten Kraftstoffes bei dem in 2 gezeigten Kraftstofffilter 1a nach oben hin gebildet. Zu dem Zweck weisen eine obere Endscheibe (nicht dargestellt) sowie ein Gehäusedeckel (nicht dargestellt) eine Durchtrittsöffnung für den gereinigten Kraftstoff auf.
Die plane Grundfläche 9a der Endscheibe 3a, die innerhalb der inneren umlaufenden Wand 7a gebildet ist, weist in diesem Fall keine Öffnung auf und begrenzt gemeinsam mit der umlaufenden Wand 7a einen Wassersammelraum 14a. Mittel zum Ablassen des in dem Wassersammelraum 14a befindlichen Wassers, z.B. ein Überlauf-Ventil, können im Bereich des Wassersammelraums 14a vorgesehen sein (in 2 nicht dargestellt).
Die Endscheibe 3a erstreckt sich in radialer Richtung bis zu den Innenwänden des Filtertopfes 5, wobei ein Einschieben des Faltenbalgs 2 zusammen mit der Endscheibe 3a in den Filtertopf 5 (nahezu) ohne das Vorsehen eines radialen Spiels erfolgt, um eine Geräuschbildung bzw. Abnutzung der Endscheibe 3a bei einer radialen Bewegung während des Betriebs des Kraftstofffilters 1 in einem Kfz zu vermeiden.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines nicht erfindungsgemäßen Kraftstofffilters 1b mit einer Endscheibe 3b. Die Endscheibe 3b weist einen scheibenförmigen, ringförmigen Abschnitt 20 auf, an der eine Kontaktfläche 4b vorgesehen ist. An der Kontaktfläche 4b ist die Endscheibe 3b mit dem Faltenbalg 2 verbunden. Ein Wassersammelraum 14b wird durch eine plane Grundfläche 9b und eine innere umlaufende Wand 7b gebildet. Im Vergleich zu den bisher beschriebenen Endscheiben 3, 3a weist die Endscheibe 3b von 3 keine äußere umlaufende Wand 8 auf.
Ist die Endscheibe 3b in dem Filtertopf 5 (vgl. 1) angeordnet, liegt sie an der in 1 gezeigten Position mit der planen Grundfläche 9b an der Unterseite des Filtertopfes 5 an. Hierbei wird ausgenutzt, dass sich der scheibenförmige Abschnitt 20 in radialer Richtung über das Filtermedium 2 hinaus erstreckt, so dass eine Zentrierung der Endscheibe 3b in dem Filtertopf 5 ermöglicht wird. Durch das radiale Zurücksetzen des Filtermediums 2 gegenüber dem äußeren Rand der Endscheibe 3b kann zwischen dem Filtermedium 2 und der Innenwand des Filtertopfes 5 ein Ringspalt, d.h. ein radialer Abstand zur Aufnahme des rohseitigen Kraftstoffs gebildet werden.
Vorteilhaft an den Ausführungsformen gemäß den 1 bis 3 ist, dass die Endscheibe 3, 3a, 3b derart ausgebildet ist, dass sie keine Hinterschneidungen aufweisen und sich folglich durch eine einfache Herstellung im Spritzgussverfahren auszeichnen.
In 4 ist ein nicht erfindungsgemäßer Kraftstofffilter 1c mit einer Endscheibe 3c gezeigt, die ebenfalls eine plane Grundfläche 9c aufweist. Mit der planen Grundfläche 9c ist in Richtung des Faltenbalgs 2 eine äußere umlaufende Wand 8c verbunden, die in einem (kreis-)ringförmigen Abschnitt 20c mit einer Kontaktfläche 4c mündet. Der ringförmige Abschnitt 20c erstreckt sich ausgehend von der umlaufenden äußeren Wand 8c in Richtung der Mittelachse 15, wobei eine zentrische Öffnung 21 an dem scheibenförmigen Abschnitt 20 gebildet ist, welche dem Durchtritt des abgeschiedenen Wassers dient.
An der Kontaktfläche 4c sind Faltenbalg 2 und Endscheibe 3c miteinander verbunden, z.B. miteinander verschweißt oder verklebt. Ein Wassersammelraum 14c wird durch die äußere umlaufende Wand 8c, die plane Grundfläche 9c und den ringförmigen Abschnitt 20c gebildet.
Die Grundfläche 9c erstreckt sich in radialer Richtung bis an die Innenwände des Filtertopfes 5 (1), wobei die äußere umlaufende Wand 8c die gleichen radialen Außenmaße wie die plane Grundfläche 9c aufweist und über das Filtermedium 2 radial nach außen übersteht, um eine Zentrierung sowie einen ausreichenden Abstand zur Aufnahme des rohseitigen Kraftstoffs zu bewirken (s.o.).
In den 5a und 5b sind zwei weitere Ausführungsformen eines nicht erfindungsgemäßen Kraftstofffilters 1d, 1e mit einer jeweiligen, zu 4 bzw. 3 alternativen Ausführung der Endscheibe 3d, 3e dargestellt. Im Vergleich zu der in 4 gezeigten Endscheibe 3c weist die in 5a gezeigte Endscheibe 3d einen ringförmigen Abschnitt 20d mit einer Kontaktfläche 4d auf, der zum Wassersammelraum bzw. zur planen Grundfläche 9c (4), d.h. nach unten, geneigt ist. Die Endscheibe 3e von 5b umfasst ebenfalls einen geneigten, ringförmigen Abschnitt 20e mit einer Kontaktfläche 4e. Die Endscheibe 3e kann derart ausgebildet sein, dass in einem Spitzgussprozess eine Zwangsentformung möglich ist. Insbesondere kann der ringförmige Abschnitt 20e aufgrund dessen Schrägstellung und aufgrund einer entsprechenden elastischen Ausbildung der Wandung 7c beim Entformen eines Spitzgusswerkzeuges elastisch in 5b nach rechts ausweichen, so dass das Spitzgusswerkzeug trotz der durch den ringförmigen Abschnitt 20e gebildeten Hinterschneidung auseinander gefahren werden kann.
Ein jeweiliger Faltenbalg 2d, 2e ist entsprechend der Neigung der Kontaktfläche 4d, 4e schräg geschnitten, so dass abgeschiedenes Wasser bereits im Bereich des Faltenbalgs 2d, 2e zum Wassersammelraum 14c, 14b hin geleitet wird.
Die Endscheibe 3d, 3e weist jeweils eine äußere bzw. innere umlaufende Wand 8d, 7c (gestrichelt dargestellt) auf, die zusammen mit einer planen Grundfläche 9c, 9b einen Wassersammelraum 14c, 14b umschließt, vgl. 4 und 3.
Es versteht sich, dass der Filtertopf 5 typischerweise rotationssymmetrisch zur Mittelachse 15 ausgebildet ist. Die Endscheiben 3, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e sind ebenfalls zur Mittelachse 15 rotationssymmetrisch ausgebildet und als einteiliges Bauteil ausgeführt.
Im Übrigen versteht sich, dass sämtliche vorstehend beschriebenen Ausführungsbespiele von Endscheiben 3, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e mit einer, insbesondere bodenseitigen, Wasserauslassöffnung und/oder einer, insbesondere bodenseitigen, Wassersensor-Durchtrittsöffnung versehen sein können.

Claims

Kraftstofffilter (1) zur Filterung von Kraftstoff, insbesondere von Dieselkraftstoff, umfassend: ein Filtermedium (2), eine mit dem Filtermedium (2) verbundene Endscheibe (3), sowie einen Wassersammelraum (14) zum Sammeln von reinseitig aus dem Kraftstoff abgeschiedenem Wasser, wobei der Wassersammelraum (14) in die Endscheibe (3) integriert ist, wobei in der Endscheibe (3) eine Öffnung (12) zum Austritt von gereinigtem Kraftstoff gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Öffnung (12) ein Austrittsrohr (13) zum Austritt des gereinigten Kraftstoffs eingebracht ist, wobei der gefilterte Kraftstoff den Kraftstofffilter (1) oberhalb des Wassersammelraums (14) durch das Austrittsrohr (13) verlässt.
Kraftstofffilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheibe (3) an einer Kontaktfläche (4) dichtend mit dem Filtermedium (2) verbunden ist, und dass sich die Endscheibe (3) zur Bildung des Wassersammelraums (14) von der Kontaktfläche (4) in eine dem Filtermedium (2) abgewandte Richtung erstreckt.
Kraftstofffilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheibe (3) eine von der Kontaktfläche (4) beabstandete, insbesondere plane Grundfläche (9) aufweist.
Kraftstofffilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheibe (3) zwischen der Grundfläche (9) und der Kontaktfläche (4) eine umlaufende Wand (7) zur radialen Begrenzung des Wassersammelraums (14) aufweist.
Kraftstofffilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheibe (3) einen zum Wassersammelraum (14) hin geneigten Abschnitt (10) aufweist.
Kraftstoffilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Wassersammelraum (14) hin geneigte Abschnitt (10) eine bzw. die Kontaktfläche (4) umfasst.
Kraftstofffilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheibe (3) einteilig ausgeführt ist.
Kraftstofffilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Filtertopf (5), in den das mit der Endscheibe (3) verbundene Filtermedium (2) eingebracht ist.
Kraftstofffilter nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine bevorzugt zentrisch an dem Filtertopf (5) angebrachte Austrittsöffnung zum Austritt von gereinigtem Kraftstoff.
Kraftstofffilter nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie der Endscheibe (3) so an die Geometrie des Filtertopfs (5) angepasst ist, dass sich die Endscheibe (3) in radialer Richtung bis zu einer umlaufenden Wand des Filtertopfs (5) erstreckt.