DE112016006785T5

DE112016006785T5 - Selbstjustierendes Luftmanagementventil für eine Filterbaugruppe

Info

Publication number: DE112016006785T5
Application number: DE112016006785.2T
Authority: DE
Inventors: Eric R. Burgan; Braxton M. Burgan; Paul A. Hayes
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2016-06-09
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2019-01-10
Also published as: WO2017213618A1; US20190209951A1; CN109195678A; US11285411B2; CN109195678B

Abstract

Eine Luftmanagementvorrichtung für eine Filterbaugruppe weist einen oberen Abschnitt, einen unteren Abschnitt, mehrere Rahmenelemente, die den oberen Abschnitt mit dem unteren Abschnitt verbinden, um einen inneren Hohlraum zu definieren, und ein Luftmanagementventil auf. Das Luftmanagementventil weist einen Basisabschnitt, ein Einlassventil und ein Auslassventil auf. Der Basisabschnitt ist an dem unteren Abschnitt vorgesehen. Das Einlassventil erstreckt sich von dem Basisabschnitt in Richtung des oberen Abschnitts in den inneren Hohlraum. Das Einlassventil weist eine längliche Öffnung auf, die sich entlang einer longitudinalen Länge des Einlassventils erstreckt. Das Auslassventil erstreckt sich von dem Basisabschnitt in Richtung des oberen Abschnitts in den inneren Hohlraum. Das Einlassventil ist konfiguriert, um Ansaugluft durch die längliche Öffnung zu saugen, und die durch die längliche Öffnung eingeführte Luftmenge variiert basierend auf einem Fluidpegel, der in der Luftmanagementvorrichtung vorhanden ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein Fluidfiltersysteme. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Anmeldung auf Kraftstofffilterbaugruppen.
HINTERGRUND
In Kraftfahrzeugen sind Kraftstofffilter typischerweise vorgesehen, um den Kraftstoff zu reinigen, bevor der Kraftstoff in den Motor eingeleitet wird, um die Leistung zu erhöhen und die Lebensdauer des Motors zu verlängern. In einigen Fällen kann eine Luftmanagementvorrichtung in einem Filterelement oder einer Filterpatrone vorgesehen sein, um die Menge an Luft, die in dem Kraftstofffilter vorhanden ist, zu extrahieren oder zu steuern. In einigen Anwendungen, wie beispielsweise Dieselmotoranwendungen, kann die Luftmanagementvorrichtung auch dazu dienen, dosierte Luft in den Kraftstoff zu mischen, bevor sie für eine optimale Verbrennung in den Motor eingeleitet wird.
Einige Luftmanagementvorrichtungen umfassen die Verwendung eines passiven Luftmanagementventils, das eine Öffnung mit festem Durchmesser aufweisen kann, die an einem Ende eines Rohrs oder einer Leitung vorgesehen ist, die sich in das Filterelement erstreckt. In dem Filterelement vorhandene Luft wird durch die Öffnung in das Luftmanagementventil gesaugt und wieder in den durch das Filterelement strömenden Kraftstoff eingebracht. In anderen Fällen kann die Luftmanagementvorrichtung ein aktives Luftmanagementventil wie etwa ein manuelles oder automatisches Steuerventil umfassen, das geöffnet oder geschlossen werden kann, um dosierte Luft in den gefilterten Kraftstoff zu liefern.
Zusätzlich kann in bestimmten Anwendungen eine Kraftstoffpumpe, wie beispielsweise eine elektrische Kraftstoffpumpe, vorgesehen sein, um Kraftstoff aktiv von dem Kraftstofftank zu dem Motor zu pumpen. Kraftstofffilter können dann stromaufwärts der Kraftstoffpumpe (saugseitiger Typ) und/oder stromabwärts der Kraftstoffpumpe (druckseitiger Typ) positioniert werden, um den Kraftstoff vor dem Einleiten in den Motor zu reinigen.
Im Fall von Filtern vom saugseitigen Typ wird der Kraftstoff durch die Saugkraft der Kraftstoffpumpe durch den Filter gezogen. Dieser Unterdruck kann dazu führen, dass Luft in großen schluckartigen Mengen in die Luftmanagementvorrichtung angesaugt wird, so dass große Luftblasen gebildet werden, wenn sie wieder in den Kraftstoff eingeführt werden. Diese großen Blasen können, wenn sie in die Kraftstoffpumpe eingeführt werden, zu Kavitationen in der Kraftstoffpumpe beitragen, was zu unerwünschten Geräuschen während des Betriebs der Kraftstoffpumpe führen kann. Um Geräusche zu reduzieren, die durch die Kraftstoffpumpe erzeugt werden, besteht ein Verfahren darin, der Kraftstoffpumpe eine Form der Geräuschisolation hinzuzufügen, wie beispielsweise Gummihalterungen, Isolierungen oder dergleichen.
KURZDARSTELLUNG
Ein erster Satz von Ausführungsformen sieht eine Luftmanagementvorrichtung für eine Filterbaugruppe vor. Die Luftmanagementvorrichtung weist einen oberen Abschnitt, einen unteren Abschnitt, mehrere Rahmenelemente, die sich in Längsrichtung erstrecken und den oberen Abschnitt mit dem unteren Abschnitt verbinden, um einen inneren Hohlraum zu definieren, und ein Luftmanagementventil auf. Das Luftmanagementventil weist einen Basisabschnitt, ein Einlassventil und ein Auslassventil auf. Der Basisabschnitt ist an dem unteren Abschnitt vorgesehen. Das Einlassventil erstreckt sich von dem Basisabschnitt in Richtung des oberen Abschnitts in den inneren Hohlraum. Das Einlassventil weist eine längliche Öffnung auf, die sich entlang einer longitudinalen Länge des Einlassventils erstreckt. Das Auslassventil erstreckt sich von dem Basisabschnitt in Richtung des oberen Abschnitts in den inneren Hohlraum. Das Einlassventil ist konfiguriert, um Ansaugluft durch die längliche Öffnung zu saugen, und die durch die längliche Öffnung eingeführte Luftmenge variiert basierend auf einem Fluidpegel, der in der Luftmanagementvorrichtung vorhanden ist.
Ein zweiter Satz von Ausführungsformen sieht ein Filterelement vor. Das Filterelement weist ein Filtermedium mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende auf und definiert einen inneren Ringraum, eine erste Abschlusskappe, die an dem ersten Ende des Filtermediums angebracht ist, und eine Luftmanagementvorrichtung, die in dem inneren Ringraum angeordnet ist. Die Luftmanagementvorrichtung weist einen oberen Abschnitt, der an dem ersten Ende des Filtermediums angeordnet ist, einen unteren Abschnitt, der an dem zweiten Ende des Filtermediums angeordnet ist, und ein Luftmanagementventil auf.
Das Luftmanagement weist einen Basisabschnitt, ein Einlassventil und ein Auslassventil auf. Der Basisabschnitt ist an dem unteren Abschnitt vorgesehen. Das Einlassventil erstreckt sich von dem Basisabschnitt zu dem oberen Abschnitt. Das Einlassventil weist eine längliche Öffnung auf, die sich entlang einer Länge des Einlassventils erstreckt. Das Auslassventil erstreckt sich von dem Basisabschnitt zu dem oberen Abschnitt. Das Einlassventil ist konfiguriert, um Ansaugluft durch die längliche Öffnung zu saugen, und die durch die längliche Öffnung eingeführte Luftmenge variiert basierend auf einem Fluidpegel, der in dem Filterelement vorhanden ist.
Ein dritter Satz von Ausführungsformen stellt eine Filterbaugruppe bereit. Die Filterbaugruppe weist ein Gehäuse, das einen hohlen Innenraum definiert, und einen Deckel, der abnehmbar an dem Gehäuse angebracht ist, auf. Der Deckel verfügt über einen Fluideinlass, der zu filterndes Fluid aufnimmt, und einen Fluidauslass, der ermöglicht, dass gefiltertes Fluid aus der Filterbaugruppe austritt. Ein Filterelement ist im hohlen Innenraum angeordnet. Das Filterelement weist ein Filtermedium mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende auf und definiert einen inneren Ringraum. Eine erste Abschlusskappe ist am ersten Ende des Filtermediums angebracht. Eine Luftmanagementvorrichtung ist in dem inneren Ringraum des Filtermediums angeordnet. Die Luftmanagementvorrichtung weist einen oberen Abschnitt, der an dem ersten Ende des Filtermediums angeordnet ist, einen unteren Abschnitt, der an dem zweiten Ende des Filtermediums angeordnet ist, und ein Luftmanagementventil auf. Das Luftmanagementventil weist einen Basisabschnitt, ein Einlassventil und ein Auslassventil auf. Der Basisabschnitt ist an dem unteren Abschnitt vorgesehen. Das Einlassventil erstreckt sich von dem Basisabschnitt zu dem oberen Abschnitt. Das Einlassventil weist eine längliche Öffnung auf, die sich entlang einer Länge des Einlassventils erstreckt. Das Auslassventil erstreckt sich von dem Basisabschnitt zu dem oberen Abschnitt. Das Einlassventil ist konfiguriert, um Ansaugluft durch die längliche Öffnung zu saugen, und die durch die längliche Öffnung eingeführte Luftmenge variiert basierend auf einem Fluidpegel, der in dem Filterelement vorhanden ist.
Diese und andere Merkmale sowie die Organisation und Art ihrer Betätigung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlich, wobei gleiche Elemente in den verschiedenen, nachstehend beschriebenen Zeichnungen durchgehend gleiche Bezugszeichen haben.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht einer Kraftstofffilterbaugruppe mit einer Luftmanagementvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine perspektivische Querschnittansicht des Filterelements der Filterbaugruppe von 1.
3 ist eine perspektivische Querschnittsansicht der Luftmanagementvorrichtung von 1.
4 ist eine Querschnittsansicht des Strömungspfades der Luftmanagementvorrichtung von 3.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Verschiedene beispielhafte Ausführungsformen sehen eine Filterbaugruppe mit einer selbstjustierenden Luftmanagementvorrichtung vor, die in ein Fluid oder eine Flüssigkeit eingeführte Luft automatisch steuern und einstellen kann, die durch die Filterbaugruppe gefiltert wird, basierend auf einem Fluid- oder Flüssigkeitsniveau, das in der Filterbaugruppe vorhanden ist. In besonderen Ausführungsformen kann die selbstjustierende Luftmanagementvorrichtung passiv Luft extrahieren, die in der Filterbaugruppe vorhanden ist, um einstellbare Mengen an dosierter Luft in den gefilterten Kraftstoff zu liefern und das Risiko unerwünschter Geräusche in einer stromabwärtigen Kraftstoffpumpe zu verringern.
1 zeigt eine Filterbaugruppe 10 mit einer selbstjustierenden Luftmanagementvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Die Filterbaugruppe 10 weist im Allgemeinen ein Gehäuse oder eine Schale 20 mit einem hohlen Innenraum 22 und einem Deckel oder einer Abdeckung 30 auf, der/die beispielsweise durch Außengewinde 31 abnehmbar an dem Gehäuse 20 befestigt sind und mit Innengewinden 21 ineinandergreifen, die an einem Umfang des Gehäuses 20 angeordnet sind. Wie ferner in 1 gezeigt, weist die Filterbaugruppe 100 auch ein Filterelement oder eine Filterpatrone 100 auf, die in dem Innenraum 22 des Gehäuses 20 angeordnet ist. Der Deckel 30 weist einen Fluideinlass 32 auf, der durch das Filterelement 100 zu filterndes Fluid aufnimmt, und einen Fluidauslass 34, in dem Fluid aus der Filterbaugruppe 10 austritt, nachdem das Fluid durch das Filterelement 100 gefiltert wurde.
In der gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist die Filterbaugruppe 10 konfiguriert, um einen Kraftstoff zu filtern. Jedoch kann in anderen Ausführungsformen die Filterbaugruppe 10 verwendet werden, um andere Arten von Fluiden, wie Öl, Schmiermittel oder dergleichen, zu filtern. Außerdem ist in der gezeigten beispielhaften Ausführungsform die Filterbaugruppe 10 stromaufwärts einer elektrischen Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) positioniert, so dass Filterfluid, das aus der Filterbaugruppe 10 durch den Fluidauslass 34 austritt, in der Kraftstoffpumpe aufgenommen wird. Die Filterbaugruppe 10 ist jedoch nicht notwendigerweise auf die Verwendung einer elektrischen Kraftstoffpumpe beschränkt. Zum Beispiel kann die Filterbaugruppe 10 ohne eine Pumpe verwendet werden oder kann in Verbindung mit nicht elektrischen Pumpen verwendet werden.
Wie in 2 gezeigt, weist das Filterelement 100 ein Filtermedium 110, eine erste Abschlusskappe 120, die an einem ersten Ende 112 des Filtermediums 110 angebracht ist, und eine zweite Abschlusskappe 130, die an einem zweiten Ende 113 des Filtermediums 110 angebracht ist, auf. Das Filtermedium 110 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf und weist einen inneren Ringraum 111, der sich entlang einer Längsachse 115 des Filterelements 100 erstreckt, auf. In einigen Ausführungsformen kann das Filtermedium 110 ein gefaltetes Filtermedium sein, das eine Vielzahl von Falten 115 aufweist, die sich entlang der Längsachse des Filtermediums 110 erstrecken. Das Filtermedium 110 ist jedoch nicht auf eine gefaltete Konfiguration beschränkt und kann alternativ andere Konfigurationen von Filtermedien umfassen.
Wie ferner in 2 gezeigt, ist eine Luftmanagementvorrichtung 150 innerhalb des inneren Ringraums 111 des Filtermediums 110 angeordnet. Die Luftmanagementvorrichtung 150 weist einen oberen Abschnitt 151, der an dem ersten Ende 112 des Filtermediums 110 angeordnet ist, einen unteren Abschnitt 152, der an dem zweiten Ende 113 des Filtermediums 110 angeordnet ist, und mehrere Rahmenelemente 153, die sich entlang der Längsachse 115 erstrecken, auf, um den oberen Abschnitt 151 mit dem unteren Abschnitt 152 zu verbinden, um einen inneren Hohlraum 154 innerhalb der Luftmanagementvorrichtung 150 zu definieren. In bestimmten Ausführungsformen kann die Luftmanagementvorrichtung 150 eine separate Komponente sein, die innerhalb des inneren Ringraums 111 durch die erste Abschlusskappe 120 und/oder die zweite Abschlusskappe 130 des Filterelements 100 angeordnet und gehalten wird. Beispielsweise kann die zweite Abschlusskappe 130 als Basis dienen, auf der untere Abschnitt 152 sitzen kann, so dass die Luftmanagementvorrichtung 150 aufrecht in dem inneren Ringraum 111 gehalten wird. In einigen Ausführungsformen kann die Luftmanagementvorrichtung 150 abnehmbar (z. B. über Gewinde verbunden) an der ersten Abschlusskappe 120 und/oder der zweiten Abschlusskappe 130 des Filterelements 100 angebracht sein. In anderen Ausführungsformen kann die Luftmanagementvorrichtung 150 integral mit dem Filterelement 100 ausgebildet oder dauerhaft daran befestigt sein (z. B. ist der obere Abschnitt 151 integral mit der ersten Abschlusskappe 120 ausgebildet oder permanent daran befestigt und/oder der untere Abschnitt 152 ist integral mit der zweiten Abschlusskappe 130 ausgebildet oder permanent daran befestigt).
Wie in 3 gezeigt, weist der obere Abschnitt 151 eine Öffnung 180 auf, die konfiguriert ist, um mit einer zentralen Öffnung 116 in der ersten Abschlusskappe 120 ausgerichtet zu werden. Die Öffnung 180 und die zentrale Öffnung 116 ermöglichen, dass der innere Hohlraum 154 der Luftmanagementvorrichtung 150 in Fluidverbindung mit dem Fluidauslass 34 der Filterbaugruppe 10 steht. Der obere Abschnitt 151 kann ferner einen Rand 158 aufweisen. Der Rand 158 kann konfiguriert sein, um ein Dichtungselement aufzunehmen, wie beispielsweise einen O-Ring 118, so dass, wenn die Öffnung 180 mit der zentralen Öffnung 116 ausgerichtet ist, eine Dichtung zwischen der Luftmanagementvorrichtung 150 und der ersten Abschlusskappe 120 erzeugt wird.
Wie ferner in 3 gezeigt, ist der unteren Abschnitt 152 in einer schalenartigen Form mit einer geschlossenen Bodenfläche 155 ausgebildet. Auf der Bodenfläche 155 ist ein Luftmanagementventil 160 angeordnet. Das Luftmanagementventil 160 weist einen Basisabschnitt 162, ein Einlassventil 161 und ein Auslassventil 163 auf. Wie in der Figur gezeigt, ist der Basisabschnitt 162 zentral auf der Bodenfläche 155 des unteren Abschnitts 152 angeordnet, von dem aus sich das Einlassventil 161 und das Auslassventil 163 erstrecken. An einem ersten Ende des Basisabschnitts 162 ist das Einlassventil 161 vorgesehen. An einem zweiten Ende des Basisabschnitts 162, das dem ersten Ende im Wesentlichen gegenüberliegt, ist das Auslassventil 163 vorgesehen.
Das Auslassventil 163 ist ein länglicher Vorsprung, der sich parallel zu der Längsachse 115 von dem Basisabschnitt 162 in Richtung des oberen Abschnitts 151 erstreckt. Eine Austrittsöffnung 164 ist an einem oberen Ende des Auslassventils 163 vorgesehen. Zusätzlich ist das Einlassventil 161 ein länglicher Vorsprung, der sich parallel zu der Längsachse 115 von dem Basisabschnitt 162 in Richtung des oberen Abschnitts 151 erstreckt. Das Einlassventil 161 kann sich auch in Längsrichtung entlang einer Innenumfangsfläche des inneren Hohlraums 154 erstrecken. Zum Beispiel kann das Einlassventil 161 sich in Längsrichtung entlang eines Rahmenelements 153 (siehe z.B. 4) erstrecken. Zusätzlich erstreckt sich, wie in 3 gezeigt, das Einlassventil 161 weiter aufwärts in Richtung des oberen Abschnitts 151 als das Auslassventil 163.
Wie ferner in 3 gezeigt, weist das Einlassventil 161 ein oberes Ende 166 auf, das geschlossen oder abgedeckt ist. An einer Seite, beispielsweise einer nach innen gerichteten Seite 167 (der dem inneren Hohlraum 154 zugewandten Seite) des Einlassventils 161 ist eine längliche Öffnung vorgesehen. In der gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist die längliche Öffnung ein Schlitz 165 mit einer Breite, die kleiner ist als ihre Gesamtlänge. Der Schlitz 165 erstreckt sich von dem oberen Ende 166 nach unten in Richtung des Basisabschnitts 162 entlang einer Länge des Einlassventils 161. In bestimmten Ausführungsformen weist der Schlitz 165 eine solche Länge auf, dass eine Unterkante des Schlitzes 165 vertikal über der Austrittsöffnung 164 des Auslassventils 163 verbleibt (d. h. der untere Rand des Schlitzes 165 liegt näher am oberen Abschnitt 151 als das obere Ende des Auslassventils 163). Die Länge des Schlitzes 165 ist im Wesentlichen parallel oder parallel zur Längsachse 115. Der Schlitz 165 weist eine Länge und eine Breite derart auf, dass eine Querschnittsfläche des Schlitzes 165 groß genug ist, um eine ausreichende Entfernung von Luft aus dem Filterelement 100 zu ermöglichen. In bestimmten Ausführungsformen erstreckt sich der Schlitz 165 entlang einer Länge nach unten, die kleiner als die Hälfte der Gesamtlänge des Einlassventils 161 ist. In anderen Ausführungsformen erstreckt sich der Schlitz 165 entlang einer Länge nach unten, die kleiner als ein Drittel der Gesamtlänge des Einlassventils 161 ist.
4 zeigt einen Strömungspfad von Luft und/oder Kraftstoff durch die Luftmanagementvorrichtung 150 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Wie in der Figur gezeigt, weist das Einlassventil 161 einen Einlassdurchgang 170, der sich entlang der Länge des Einlassventils 161 erstreckt, auf. Luft und/oder Kraftstoff tritt durch den Schlitz 165 in den Einlassdurchgang 170 ein und strömt nach unten zu einem zentralen Hohlraum 171, der in dem Basisabschnitt 161 vorgesehen ist, wie durch die Pfeile 175 gezeigt. Die Luft und/oder der Kraftstoff strömen dann aus dem zentralen Hohlraum 171 durch einen Auslassdurchgang 174, wo die Luft und/oder der Kraftstoff durch die Austrittsöffnung 164 aus dem Auslassventil 163 austritt und wieder in den inneren Hohlraum 154 der Luftmanagementvorrichtung 150 eingeführt wird.
Wie oben beschrieben, ist die Luftmanagementvorrichtung 150 so konfiguriert, dass sie passiv die Luftmenge steuert, die in das Einlassventil 161 zur gesteuerten Verwaltung und Extraktion der in dem inneren Hohlraum 154 vorhandenen Luft eintritt. Durch das Vorsehen eines Schlitzes 165 in dem Einlassventil 161 wird eine Dosiervorrichtung mit einem einzigen Durchmesser in eine Dosiervorrichtung mit variierendem Durchmesser umgewandelt. Wenn beispielsweise das Fluid- oder Flüssigkeitsniveau des gefilterten Kraftstoffs in dem inneren Hohlraum 154 derart ansteigt, dass die Länge des freiliegenden Schlitzes 165 verkürzt wird, wird die in das Einlassventil 161 eintretende Luftmenge verringert. Solch eine Variation des Lufteinlasses durch das Einlassventil 161 ermöglicht eine variable Luftdosierung, die dem gefilterten Kraftstoff zugeführt wird, der basierend auf den in dem Filterelement 100 vorhandenen Luft- und Kraftstoffniveaus selbstjustierend ist, wodurch das Luftmanagement der Filterbaugruppe 10 verbessert wird.
Außerdem ermöglicht der Schlitz 165, dass Luft in den Kraftstoff eingemischt wird, während das Gemisch in den Einlassdurchgang 170 eintritt, so dass, wenn das Luft-Kraftstoff-Gemisch die Austrittsöffnung 164 verlässt, die im Kraftstoff enthaltene Luft in kleineren Blasen vorhanden ist, was zu einer höheren „Qualität“ der durch das Einlassventil 161 gesaugten Luft und einem gleichmäßigeren Luftstrom führt, der in den inneren Hohlraum 154 zurückgeführt wird. Diese Verringerung der Blasengröße hilft bei einer Kraftstoffpumpe, die stromabwärts des Fluidanordnungsauslasses vorhanden ist, Kavitation zu verhindern, wodurch Geräusche sowohl hinsichtlich des Schalldruckpegels (d. h. SPL (Sound Pressure Level) in dB) als auch der Schallqualität (d. h. Amplitude der Schallpulsationen) reduziert werden. Beispielsweise kann bei niedrigen Belastungsstufen (z. B. Belastungsstufen bei etwa 10 kPa Drosselung) das Gesamtgeräusch in der Kraftstoffpumpe um etwa 2 dBA reduziert werden. Außerdem wird bei hohen Belastungsstufen (z. B. Belastungsstufen bei etwa 24 kPa Drosselung) die Schallqualität durch eine signifikante Verringerung der Amplitude von Schallpulsationen stark verbessert, was zu einem zeitlich „gleichmäßigeren“ Schallgeräusch führt.
Der hierin verwendete Begriff „verbunden“ und Ähnliches bedeutet die direkte oder indirekte Verbindung von zwei Elementen miteinander. Diese Verbindung kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. entfernbar oder lösbar) geschehen. Diese Verbindung kann dadurch erreicht werden, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente untereinander integral als ein einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder dadurch, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente aneinander befestigt sind.
Bezugnahmen hierin auf die Positionen der Elemente (z. B. „oben“, „unten“, „über“, „unter“ usw.) werden nur verwendet, um die Ausrichtung der verschiedenen Elemente in den Figuren zu beschreiben. Es gilt zu beachten, dass die Ausrichtung unterschiedlicher Elemente je nach anderen beispielhaften Ausführungsformen unterschiedlich ausfallen kann, und dass solche Variationen durch die vorliegende Offenlegung abgedeckt sein sollen.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau und die Anordnung der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen. Wenngleich nur einige Ausführungsformen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, erkennt die Fachwelt beim Lesen dieser Offenbarung unschwer, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen in Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, verschiedene Parameter, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen usw.), ohne erheblich von den neuartigen Lehren und Vorteilen des hierin beschriebenen Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als einstückig geformt dargestellt werden, aus mehreren Teilen oder Elementen konstruiert werden, die Position der Elemente kann umgekehrt oder anderweitig variiert werden, und die Art oder Anzahl separater Elemente bzw. Positionen kann geändert oder variiert werden. Die Reihenfolge oder Abfolge von Verfahrens- oder Prozessschritten kann gemäß alternativen Ausführungsformen variiert oder neu geordnet werden. Weitere Ersetzungen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können ebenfalls bezüglich der Ausführung, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der diversen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der hierin dargestellten Konzepte abzuweichen.

Claims

Eine Luftmanagementvorrichtung für eine Filterbaugruppe, umfassend: einen oberen Abschnitt; einen unteren Abschnitt; mehrere Rahmenelemente, die sich in Längsrichtung erstrecken und den oberen Abschnitt mit dem unteren Abschnitt verbinden, um einen inneren Hohlraum zu definieren; und ein Luftmanagementventil, wobei das Luftmanagementventil Folgendes umfasst: einen Basisabschnitt, der an dem unteren Abschnitt vorgesehen ist; ein Einlassventil, das sich von dem Basisabschnitt in Richtung des oberen Abschnitts in den inneren Hohlraum erstreckt, wobei das Einlassventil eine längliche Öffnung aufweist, die sich entlang einer longitudinalen Länge des Einlassventils erstreckt; und ein Auslassventil, das sich von dem Basisabschnitt in Richtung des oberen Abschnitts in den inneren Hohlraum erstreckt, wobei das Einlassventil konfiguriert ist, Luft durch die längliche Öffnung einzulassen, und wobei die Luftmenge, die durch die längliche Öffnung eingeführt wird, basierend auf einem Fluidpegel variiert, der in der Luftmanagementvorrichtung vorhanden ist.
Luftmanagementvorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich die längliche Öffnung von einem oberen Ende des Einlassventils zu der Basis erstreckt.
Luftmanagementvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die längliche Öffnung ein Schlitz ist und die Länge des Schlitzes sich in Längsrichtung entlang der Länge des Einlassventils erstreckt.
Luftmanagementvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Schlitz eine Länge aufweist, die kleiner als die Hälfte der Länge des Einlassventils ist.
Luftmanagementvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Schlitz eine Länge aufweist, die kleiner als ein Drittel der Länge des Einlassventils ist.
Luftmanagementvorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein oberes Ende des Einlassventils geschlossen ist.
Luftmanagementvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die längliche Öffnung an einer Seite vorgesehen ist, die nach innen zu dem inneren Hohlraum hin gerichtet ist, der durch den oberen Abschnitt und den unteren Abschnitt definiert ist.
Luftmanagementvorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich das Einlassventil weiter in Richtung des oberen Abschnitts erstreckt als das Auslassventil.
Luftmanagementvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Einlassventil einen Einlassdurchgang in Fluidverbindung mit der langgestreckten Öffnung umfasst, der Basisabschnitt einen zentralen Hohlraum in Fluidverbindung mit dem Einlassdurchgang aufweist und das Auslassventil einen Auslassdurchgang und eine Auslassöffnung in Fluidverbindung mit dem zentralen Hohlraum aufweist.
Luftmanagementvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Basisabschnitt zentral an einer Bodenfläche des unteren Abschnitts angeordnet ist.
Luftmanagementvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Einlassventil an einem ersten Ende des Basisabschnitts vorgesehen ist und das Auslassventil an einem zweiten Ende des Basisabschnitts vorgesehen ist, wobei das zweite Ende dem ersten Ende im Wesentlichen gegenüberliegt.
Ein Filterelement, umfassend: ein Filtermedium, das ein erstes Ende und ein zweites Ende umfasst und einen inneren Ringraum definiert; eine erste Abschlusskappe, die am ersten Ende des Filtermediums angebracht ist; und eine Luftmanagementvorrichtung, die in dem inneren Ringraum angeordnet ist, wobei die Luftmanagementvorrichtung Folgendes aufweist: einen oberen Abschnitt, der an dem ersten Ende des Filtermediums angeordnet ist; einen unteren Abschnitt, der an dem zweiten Ende des Filtermediums angeordnet ist; und ein Luftmanagementventil, das Folgendes aufweist: einen Basisabschnitt, der an dem unteren Abschnitt vorgesehen ist; ein Einlassventil, das sich von dem Basisabschnitt in Richtung des oberen Abschnitts erstreckt, wobei das Einlassventil eine längliche Öffnung aufweist, die sich entlang einer Länge des Einlassventils erstreckt; und ein Auslassventil, das sich von dem Basisabschnitt zu dem oberen Abschnitt erstreckt, wobei das Einlassventil konfiguriert ist, Luft durch die längliche Öffnung einzulassen, und wobei die Menge an Luft, die durch die längliche Öffnung eingeführt wird, basierend auf einem Fluidpegel variiert, der in dem Filterelement vorhanden ist.
Filterelement nach Anspruch 12, wobei sich die längliche Öffnung von einem oberen Ende des Einlassventils zu der Basis erstreckt.
Filterelement nach Anspruch 12, wobei sich die längliche Öffnung parallel zu einer Längsachse des Filterelements erstreckt.
Filterelement nach Anspruch 14, wobei die längliche Öffnung ein Schlitz ist und die Länge des Schlitzes sich parallel zur Längsachse erstreckt.
Filterelement nach Anspruch 15, wobei der Schlitz eine Länge aufweist, die die Hälfte der Länge des Einlassventils beträgt.
Filterelement nach Anspruch 15, wobei der Schlitz eine Länge aufweist, die ein Drittel der Länge des Einlassventils beträgt.
Filterelement nach Anspruch 13, wobei ein oberes Ende des Einlassventils geschlossen ist.
Filterelement nach Anspruch 12, wobei die längliche Öffnung auf einer Seite vorgesehen ist, die nach innen in Richtung eines inneren Hohlraums gerichtet ist, der durch den oberen Abschnitt und den unteren Abschnitt definiert ist.
Filterelement nach Anspruch 12, wobei sich das Einlassventil weiter in Richtung des oberen Abschnitts erstreckt als das Auslassventil.
Filterelement nach Anspruch 12, wobei das Filtermedium ein Kraftstofffilterelement ist.
Filterelement nach Anspruch 12, wobei die erste Abschlusskappe eine zentrale Öffnung aufweist und der obere Abschnitt eine Öffnung aufweist, die konfiguriert ist, um sich mit der zentralen Öffnung auszurichten.
Filterelement nach Anspruch 22, wobei der obere Abschnitt ferner einen Rand und ein Dichtungselement aufweist, die in dem Rand aufgenommen sind, so dass, wenn die Öffnung mit der zentralen Öffnung ausgerichtet ist, eine Dichtung zwischen der Luftmanagementvorrichtung und der ersten Abschlusskappe erzeugt wird.
Filterelement nach Anspruch 12, ferner eine zweite Abschlusskappe umfassend, die an dem zweiten Ende des Filtermediums angebracht ist, wobei die zweite Abschlusskappe als Basis dient, auf welcher der untere Abschnitt sitzt, so dass die Luftmanagementvorrichtung aufrecht in dem inneren Ringraum gehalten wird.
Filterelement nach Anspruch 12, wobei die Luftmanagementvorrichtung abnehmbar an dem Filterelement angebracht ist.
Filterelement nach Anspruch 12, wobei die Luftmanagementvorrichtung permanent an dem Filterelement angebracht ist.
Filterbaugruppe, umfassend: ein Gehäuse, das einen hohlen Innenraum definiert; einen Deckel, der abnehmbar an dem Gehäuse angebracht ist, wobei der Deckel einen Fluideinlass aufweist, der zu filterndes Fluid aufnimmt, und einen Fluidauslass, der ermöglicht, dass gefiltertes Fluid aus der Filterbaugruppe austritt; ein im hohlen Innenraum angeordnetes Filterelement, wobei das Filterelement Folgendes aufweist: ein Filtermedium, das ein erstes Ende und ein zweites Ende hat und einen inneren Ringraum definiert; und eine erste Abschlusskappe, die am ersten Ende des Filtermediums angebracht ist; und eine Luftmanagementvorrichtung, die in dem inneren Ringraum des Filtermediums angeordnet ist, wobei die Luftmanagementvorrichtung Folgendes aufweist: einen oberen Abschnitt, der an dem ersten Ende des Filtermediums angeordnet ist; einen unteren Abschnitt, der an dem zweiten Ende des Filtermediums angeordnet ist; und ein Luftmanagementventil, das Folgendes aufweist: einen Basisabschnitt, der an dem unteren Abschnitt vorgesehen ist; ein Einlassventil, das sich von dem Basisabschnitt in Richtung des oberen Abschnitts erstreckt, wobei das Einlassventil eine längliche Öffnung aufweist, die sich entlang einer Länge des Einlassventils erstreckt; und ein Auslassventil, das sich von dem Basisabschnitt zu dem oberen Abschnitt erstreckt, wobei das Einlassventil konfiguriert ist, Luft durch die längliche Öffnung einzulassen, und wobei die durch die längliche Öffnung eingelassene Luftmenge basierend auf einem Fluidpegel variiert, der in der Filterbaugruppe vorhanden ist.
Filterbaugruppe nach Anspruch 27, wobei sich die längliche Öffnung von einem oberen Ende des Einlassventils zu der Basis erstreckt.
Filterbaugruppe nach Anspruch 28, wobei die längliche Öffnung ein Schlitz ist und sich die Länge des Schlitzes in Längsrichtung entlang der Länge des Einlassventils erstreckt.
Filterbaugruppe nach Anspruch 29, wobei der Schlitz eine Länge aufweist, die kleiner als die Hälfte der Länge des Einlassventils ist.
Filterbaugruppe nach Anspruch 29, wobei der Schlitz eine Länge aufweist, die kleiner als ein Drittel der Länge des Einlassventils ist.
Filterbaugruppe nach Anspruch 28, wobei ein oberes Ende des Einlassventils geschlossen ist.
Filterelement nach Anspruch 27, wobei die erste Abschlusskappe eine zentrale Öffnung aufweist und der obere Abschnitt eine Öffnung aufweist, die konfiguriert ist, um sich mit der zentralen Öffnung auszurichten.
Filterelement nach Anspruch 33, wobei der obere Abschnitt ferner einen Rand und ein Dichtungselement aufweist, das in dem Rand aufgenommen wird, so dass, wenn die Öffnung mit der zentralen Öffnung ausgerichtet ist, eine Dichtung zwischen der Luftmanagementvorrichtung und der ersten Abschlusskappe erzeugt wird.
Filterelement nach Anspruch 34, wobei die zentrale Öffnung des oberen Abschnitts in Fluidverbindung mit dem Fluidauslass steht.
Filterbaugruppe nach Anspruch 27, wobei die Filterbaugruppe eine Kraftstofffilterbaugruppe ist.
Filterbaugruppe nach Anspruch 27, wobei die Filterbaugruppe stromaufwärts einer Pumpe angeordnet ist.