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Diese
Erfindung betrifft allgemein Einrichtungen zum Filtern und Trennen
von Fluids. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Brennstofffilter, die
eine Einwegpatrone zum Entfernen von fremden Teilchen und zum Trennen
von Wasser vom Brennstoffversorgungssystem eines Verbrennungsmotors aufweisen.
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Dieselbrennstofflieferungen
enthalten häufig beträchtliche
Mengen von schleifenden Teilchen und Wasser, die das Potenzial dauernder
Beschädigung der
Komponenten der Brennstoffeinspritzpumpe, des Brennstoffzuführungssystems
und des Motors darstellen. Es wird daher ein wirksamer Brennstofffilter als
eine praktische Notwendigkeit konventionell in das Brennstoffversorgungssystem
eines Dieselmotors eingeschlossen. Eine Vielzahl konventioneller Brennstofffilter
verwendet eine Einwegfilterpatrone, die in vorherbestimmten Zeiträumen der
Filterbenutzung ausgewechselt wird. Solche Brennstofffilter führen die
doppelte Funktion aus, teilchenförmiges
Material vom Dieselbrennstoff zu entfernen und Wasser vom Brennstoff
zu trennen.
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Unsere
US-Patente Nr. 4 976 852 und 5 084 170 offenbaren Brennstofffilteranordnungen,
auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht. Die Brennstofffilter
verwenden eine Basis, an der eine Einwegfilterpatrone angebracht
ist.
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Bei
einigen offenbarten Ausführungsformen schließt die Patrone
ein einstufiges Filtersystem ein, bei dem Brennstoff axial und radial
bezüglich
eines Filterelements strömt,
um teilchenförmiges
Material zu entfernen. Das Filterelement wirkt auch als Wassergrenze.
Gefilterter Brennstoff fließt
axial und tritt aus einem Auslassdurchlass der Basis aus. Wasser kann
in einem Sumpf gesammelt und periodisch entfernt werden. Die Patrone
ist an der Basis durch einen Kragen befestigt, der an einem am Umfang
angeordneten Rollfalz der Patrone angreift.
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Die
meisten konventionellen Brennstofffilterpatronen sind dauernd verschlossene
Metalldosen, die ein Filterelement enthalten und Dichtringe einschließen, um
die Patrone gegen die Brennstoffeinlass- und Auslasskanäle oder
Anschlüsse
abzudichten. Im Laufe der Benutzung verstopfen die Filterelemente
solcher Anordnungen, was zu einer eingeschränkten Brennstoffströmung führt. Die
Fähigkeit des
Filterelements, Wasser abzutrennen, nimmt ebenfalls über die
Zeit ab. Demgemäß müssen solche
Patronen regelmäßig ersetzt
werden, um sicherzustellen, dass der Verbrennungsmotor mit einer
angemessenen Strömung
von reinem Brennstoff versorgt wird.
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Brennstofffilter
sind typischerweise in Form einer Metalldose hergestellt worden,
die dauernd das Filterelement in einer Anordnung für einmaligen
Gebrauch umschließt.
Obwohl diese Anordnungen sich als wirksam und zuverlässig erwiesen
haben, sind sie weniger als ideal, was die Verschwendung von Material
und Entsorgungskosten anbetrifft. Das anwachsende Umweltschutzbewusstsein
und die Rezyklierung von Materialen haben zu der Notwendigkeit für wirksamere
Filtrierungssysteme geführt,
die eine minimale Weg werfkomponente haben. Zusätzlich erlauben Umweltschutzorganisationen,
die bestrebt sind, die Menge von Abfallteilen zu verringern, die
mit der Automobil- und Lastwagenindustrie verknüpft sind, nicht mehr, benutzte
Brennstofffilter in den normalen Abfallstrom zu geben, was spezialisierte
und daher teurere Abfallbeseitigung notwendig macht.
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Gesehen
von einem Gesichtspunkt schafft die vorliegende Erfindung eine Filterpatronenanordnung,
die aufweist:
erste und zweite lösbar verbindbare Gehäuseteile, die
verbunden sind, einen fluiddichten allgemein zylindrischen Innenraum
zum entfernbaren Halten einer Filtereinheit einzuschließen, wobei
der erste Gehäuseteil
eine erste axiale Öffnung
zum Aufnehmen einer co-axialen Fluideinlass/auslassleitung begrenzt;
einen
Dichtring, der in der ersten axialen Öffnung angeordnet ist und dazu
ausgebildet ist, fluidmäßig den ersten
Gehäuseteil
gegen eine aufgenommene Fluideinlass/auslassleitung abzudichten;
und
eine Einwegfiltereinheit, die erste und zweite Endkappen
hat, die die Enden eines zylindrischen Filterelements einschließen, das
dazwischen angeordnet ist, wobei die erste Endkappe eine zweite
axiale Öffnung
begrenzt, um die Fluideinlass/auslassleitung aufzunehmen, dadurch
gekennzeichnet, dass:
der Dichtring innere und äußere Oberflächen und
einen röhrenförmigen Zwischenteil
hat, der axial beabstandete erste und zweite Enden verbindet, wo bei
die äußere Oberfläche des
ersten Endes des Dichtrings mit der ersten axialen Öffnung in
Eingriff ist und sich das zweite Ende des Dichtrings in den Innenraum
erstreckt und wenigstens einen sich radial erstreckenden Vorsprung
der äußeren Oberfläche hat;
und
die erste Endkappe eine nach innen gerichtete Schulter
einschließt,
die die zweite axiale Öffnung
begrenzt, welche Schulter einen Innendurchmesser hat, der kleiner
ist als der Außendurchmesser
des sich radial erstreckenden Vorsprungs und einen axialen Ort hat,
der Eingriff des Zwischenteils des Dichtrings erlaubt,
die
Einwegfiltereinheit einen röhrenförmigen axialen Vorsprung
und einen Dichtring einschließt,
der auf dem röhrenförmigen axialen
Vorsprung angeordnet ist,
wobei die Filtereinheit axial in
das erste Ende eingesetzt ist, wobei die Schulter sich über den
radial erstreckenden Vorsprung bewegt, um eine radial nach innen
gerichtete Kraft auf den Zwischenteil des Dichtrings auszuüben, und
der radial sich erstreckende Vorsprung eine axiale Festhaltekraft
auf die Schulter ausübt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform schafft
die Erfindung eine Brennstofffilteranordnung, die ein zweiteiliges
Gehäuse
einschließt,
das eine verbrennbare Filtereinheit für einmaligen Gebrauch enthält. Das
Gehäuse
ist aus ersten und zweiten zusammenwirkenden Abschnitten kon struiert,
die lösbar
verbunden sind, um Austausch der benutzten Filtereinheit zu ermöglichen.
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Vorzugsweise
ist die Filtereinheit aus einem ununterbrochenen fächerförmigen gefalteten
oder plissierten Filterelement hergestellt, das typischerweise aus
einer Form von Papier besteht. Axial beanstandete erste und zweite
Endkappen, die vorzugsweise aus verbrennbarem Kunststoff hergestellt
sind, liefern eine Tragstruktur für das Filterelement und schaffen
auch eine Plattform für
die Anbringung von Dichtringen, die die Einheit gegen die Brennstoffeinlass/auslassleitung
abdichten.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
begrenzt der dosenförmige
erste Gehäuseabschnitt eine
zentrale axiale Öffnung
zum Aufnehmen einer typischerweise co-axialen Brennstoffeinlass/auslassleitung,
die von einem die Patrone aufnehmenden Basismodul vorsteht. Ein
Dichtring ist an dem inneren Rand der Öffnung angebracht, um das Gehäuse fluidmäßig gegen
die aufgenommene Leitung abzudichten. Die innere Oberfläche des
ersten Gehäuseabschnitts
schließt
vorzugsweise wenigstens eine Nut ein, die mit Vorsprüngen zusammenwirkt,
die in der ersten Endkappe der Filtereinheit ausgebildet sind. Die
zusammenwirkenden Nuten- und Vorsprungstrukturen dienen als ein
Schlüsselsystem, um
die Verwendung von inkompatiblen Filterelementen in einem speziellen
Gehäuse
zu verhindern.
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Die
Filtereinheit wirkt mit dem Gehäusedichtring
in neuartiger Weise zusammen. Der Gehäusedichtring hat eine quasi
röhrenförmige Struktur,
die sich in das Gehäuse über eine
kurze axiale Entfernung erstreckt und an einem zweiten Ende endet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
hat das zweite Ende des Gehäusedichtrings
wenigstens einen sich radial erstreckenden Vorsprung, der als ein
Lokalisier- und Haltering wirkt, um geeignete axiale Positionierung
und Abdeckung der Filtereinheit innerhalb des Gehäuses sicherzustellen.
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Der
Gehäusering
ist so ausgebildet, dass er mit einer komplementären Struktur zusammenwirkt, die
in der ersten Endkappe des Filterelements angeordnet ist. Die mittige Öffnung in
der ersten Endkappe wird durch eine nach innen vorstehende Schulter begrenzt,
die einen Innendurchmesser hat, der geringer ist als der Außendurchmesser
des Dichtringvorsprungs. Die Schulter ist axial angeordnet, so dass, wenn
das Filterelement innerhalb des Gehäuses installiert wird, diese
Schulter sich über
den Vorsprung bewegt und eine radial nach innen gerichtete Kraft auf
einen axialen Zwischenbereich des Dichtrings ausübt, wodurch der Dichtring in
dichtende Berührung
mit der äußeren Oberfläche der
Brennstoffleitung gedrückt
wird.
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Gesehen
von einem anderen Gesichtspunkt schafft die vorliegende Erfindung
eine Filtereinheit zum Filtern von Fluid, das durch eine Filterpatronenanordnung
hindurchgeht, welche Filtereinheit erste und zweite Endkappen aufweist,
die die axial beabstandeten Enden eines allgemein ununterbrochenen zylindrischen
Filterelementes einschließen,
welche erste Endkappe eine axiale Öffnung zum Aufnehmen einer
Fluidleitung hat,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Filtereinheit
einen röhrenförmigen axialen
Vorsprung und einen Dichtring einschließt der auf dem röhrenförmigen axialen
Vorsprung angeordnet ist, die erste Endkappe eine nach innen gerichtete
Schulter einschließt,
die die axiale Öffnung
begrenzt, welche Schulter einen Innendurchmesser hat und einen axialen
Ort hat, der dazu ausgebildet ist, Eingriff mit einem Zwischenteil
eines Dichtrings zu erlauben, der auf einem ersten Filtergehäuseteil
zum Aufnehmen der Fluidleitung angeordnet ist, so dass der Eingriff eine
radial nach innen gerichtete Kraft auf den Zwischenteil ausübt.
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Ein ökologisches
Brennstofffilterelement gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schafft ein Filterelement, das den möglichen
starken Einfluss der Brennstofffilterersetzung auf die Umwelt verringert,
indem Brennstoff und fester Abfall vom Abfallstrom entfernt wird.
Ein Filterelement, das gemäß der Erfindung
konstruiert ist, wird vorzugsweise kein Metall erhalten und wird
aus verbrennbaren Materialen bestehen.
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Die
Erfindung kann das Filterpatronengehäuse vom Abfallstrom entfernen,
indem es ermöglicht
wird, das Gehäuse
zu öffnen
und nur das Filterelement zu ersetzen. Brennstoff innerhalb des
Gehäuses
kann gesammelt und sofort rezykliert werden. Das Filterelement und
seine dadurch eingefangenen Teilchen können wirksam durch Verbrennung verstört werden.
Die Verwendung dieser Technik wird die Übereinstimmung mit wachsenden
strikten Umweltschutzerfordernissen erleichtern, während stark die
Abfallkosten verringert werden.
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Einige
bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sollen nun beispielsweise und unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht einer ökologischen
Brennstofffilterpatronenanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung;
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1A eine
vergrößerte Querschnittsansicht
der ökologischen
Brennstofffilterpatronenanordnung von 1 (teilweise
dargestellt);
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2 eine
Querschnittsansicht einer ökologischen
Brennstofffilterpatronenanordnung von 1, die an
einem Basismodul angebracht ist;
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3 eine
Querschnittsansicht einer ökologischen
Brennstofffilterpatronenanordnung, die eine alternative Ausführungsform
einer Filtereinheit in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung zeigt, die an einem Basismodul angebracht
ist;
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4 eine
Draufsicht von unten eines ersten Gehäuseabschnitts einer ökologischen
Brennstofffilteranordnung in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung;
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5 eine
Querschnittsansicht eines ersten Abschnitts eines Gehäuses einer ökologischen Brennstofffilterpatronenanordnung
von 4, genommen entlang der Linie 5-5 derselben;
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6 eine
Draufsicht von oben einer Filtereinheitsendkappe in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung;
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7 eine
Querschnittsansicht einer Filtereinheitsendkappe von 6,
genommen entlang der Linie 7-7 derselben;
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8 eine
Draufsicht von unten der Filtereinheitsendkappe von 6;
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9 eine
seitliche Draufsicht auf den ersten Gehäuseabschnitt von 4 und 5;
und
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10 eine
Querschnittsansicht durch ein Brennstofffilterpatronenanordnungsgehäuse, wobei die
Filtereinheit zur Deutlichkeit entfernt ist.
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugsziffern gleiche
Teile in allen Figuren darstellen, ist eine Brennstofffilterpatronenanordnung
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung allgemein durch die Bezugziffer 10 bezeichnet.
Die Brennstofffilterpatronenanordnung 10 weist ein zylindrisches
Gehäuse
auf, das ein erstes Ende 12 aufweist, das gewindemäßig mit
einem zweiten Ende 14 verbunden ist und dagegen abgedichtet
ist. Das Gehäuse
umgibt und hält
ein Filterelement 30. Der zweite Abschnitt 14 des
Gehäuses kann
vorzugsweise mit einem Ablasshahn 18 ausgerüstet sein.
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Details
des Aufbaus des ersten Gehäuseabschnitts 12 sind
in den 4, 5, 9 und 10 dargestellt.
Der erste Abschnitt des Gehäuses
schließt
ein erstes Ende 13 ein, das eine mittige Öffnung 16 zum
Aufnehmen einer Leitung begrenzt. Ein axial beabstandetes zweites
Ende 15 schließt Gewinde 26 für Eingriff
mit dem zweiten Gehäuseabschnitt 14 ein.
Komplementäre
Gewinde 26', 26 stehen
von den ersten und zweiten Gehäuseabschnitten vor.
Unter Bezugnahme auf die 9 und 10 schließt jeder
Gehäuseabschnitt 12, 14 einen
Haltehöcker 25, 25' ein, der so
angeordnet ist, dass die Gehäuseabschnitte
deformiert werden müssen,
damit sich ein Höcker über den
anderen bewegt, wenn die Gehäuseabschnitte
relativ zueinander gedreht werden. Der erste Gehäuseabschnitt 12 schließt einen
Anschlag 21 ein, der dazu ausgebildet ist, die Stellung
mit vollem Eingriff der Gewindeverbindung zu definieren. Der Haltehöcker 25 bewegt
sich über den
Haltehöcker 25' und trifft
dann auf den Anschlag 21. In der Praxis führt diese
Anordnung zu einem positiven „Einschnappen", das eine Stellung
mit vollem Eingriff anzeigt. Die Gehäuseeinheitsabschnitte werden
in einer festen Beziehung zueinander gehalten, bis die Haltehöcker voneinander
gelöst
werden.
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Die
Innenoberfläche
des ersten Gehäuseabschnitts 12 begrenzt
Schlitze 24, die dazu ausgebildet sind, komplementäre Vorsprünge 38 aufzunehmen,
die auf der Filtereinheit 30 ausgebildet sind. Nur eine
Filtereinheit 30, die korrekt ausgebildete Vorsprünge 38 hat,
wird im ersten Gehäuseabschnitt 12 aufgenommen
werden, was sicherstellt, dass die richtige Filtereinheit für eine vorgegebene
Anwendung verwendet wird.
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Ein
Gehäusedichtring 20 ist
in der mittigen Öffnung 16 des
ersten Gehäuseabschnitts 12 angeordnet.
Die einzigartige Konfiguration des Gehäusedichtrings 20 dient
zwei Funktionen: erstens wirkt der Gehäusedichtring 20 mit
der ersten Endkappe 34 der Filtereinheit 30 zusammen,
um die Filtereinheit innerhalb des ersten Gehäuseabschnitts 12 festzuhalten und
abzudichten; und zweitens dichtet der Ge häusedichtring 20 die
Patronenanordnung 10 gegen eine aufgenommene Brennstoffeinlass/auslassleitung
ab, die in das Gehäuse
vom Basismodul 60 vorsteht. Der Gehäusedichtring 20 hat
eine quasi röhrenförmige Konfiguration,
die sich axial innerhalb des Gehäuses erstreckt
und wenigstens einen radial sich erstreckenden Vorsprung 22 an
seinem axial beabstandeten zweiten Ende einschließt. Das
erste Ende des röhrenförmigen Gehäusedichtrings 20 ist
mit dem inneren Rand der mittigen Öffnung 16 im ersten
Ende 13 des ersten Gehäuseabschnitts 12 in
Eingriff.
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Der
zweite Abschnitt 14 des Gehäuses schließt Gewinde 26 für Eingriff
mit dem ersten Gehäuseabschnitt 12 ein.
Eine Dichtung 28 ist vorzugsweise zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 12 und
dem zweiten Gehäuseabschnitt 14 angeordnet, um
die Fluiddichtungsqualitäten
der Gewindeverbindung zwischen den beiden Gehäuseabschnitten zu verbessern.
Der zweite Gehäuseabschnitt 14 schließt auch
eine Rollfalzstruktur 27 ein, die durch einen Kragen 62 ergriffen
werden wird, um die Patronenanordnung 10 in zusammengesetzter
Stellung mit einem Basismodul 60 zu halten. Der zweite
Gehäuseabschnitt 14 ist
vorzugsweise mit einem Ablasshahn 18 ausgerüstet, der
typischerweise verwendet wird, um Wasser abzulassen, das vom Brennstoff durch
das Filterelement 32 getrennt worden ist. In der ökologischen
Brennstofffilterpatronenanordnung 10 wird der Ablasshahn 18 auch
die Funktion bedienen, Brennstoff vom Gehäuse bei der Vorbereitung der Trennung
der Gehäuseabschnitte 12, 14 abzulassen.
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Die
Filtereinheit 30 weist ein allgemein ununterbrochenes Filterelement 32,
eine erste Endkappe 34 und eine zweite Endkappe 36 auf.
Das Filterelement 32 ist ein fächerförmig gefaltetes Papierelement
in Form eines Zylin ders, das typischerweise Teilchen filtert und
Wasser vom Brennstoff abtrennt. Die Endkappen 34, 36 umschließen die
axial beabstandeten Enden des Filterelementes und halten das Papierelement
in seiner Form. Die Endkappen 34, 36 haben einen
Aufbau, der gegen das Patronengehäuse abdichtet und daran angebracht
ist.
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Details
des Aufbaus der ersten Endkappe 34 der Filtereinheit 30 werden
am Besten unter Bezugnahme auf die 6–8 verstanden
werden. Die erste Endkappe 34 weist eine sich radial nach
innen erstreckende Schulter 40 auf, die eine mittige Öffnung 42 begrenzt,
die dazu ausgebildet ist, den sich axial erstreckenden röhrenförmigen Teil
des Gehäusedichtrings 20 aufzunehmen.
Der Außenumfang
der ersten Endkappe 34 schließt sich radial erstreckende Vorsprünge 38 ein,
die dazu ausgebildet sind, in Schlitze 24 einzugreifen,
die durch die innere Oberfläche
des ersten Gehäuseabschnitts 12 begrenzt werden.
Die Anordnung der Vorsprünge 38 und
der Schlitze 24 stellt sicher, dass nur kompatible Filtereinheiten
mit einem vorgegebenen Gehäuse
zusammenpassen werden, wodurch eine geeignet aufgebaute Patronenanordnung 10 und
eine ökologisch verträgliche Einwegfiltereinheit
sichergestellt wird.
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Die
Schulter 40 steht radial nach innen unter einem spitzen
Winkel zu einer mittigen Achse A vor, die durch die Filtereinheit 30 hindurchgeht,
und bildet eine abgewinkelte konische Oberfläche 41. Die Schulter
steht unter einem Winkel β vor,
der vorzugsweise ungefähr
45° relativ
zur mittigen Achse A beträgt.
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Die
zweite Endkappe 36 der Filtereinheit 30 umschließt das axial
beabstandete Ende des Filterelements 32 in ähnlicher
Weise wie bei der ersten Endkappe 34. Bei einer typischen
Ausführungsform
der Filtereinheit 30 für
Benutzung in einer Filteranordnung, die einen Standardbrennstoffströmungsweg hat,
schließt
die zweite Endkappe 36 der Filtereinheit 30 einen
röhrenförmigen axialen
Vorsprung 44 (siehe 1) ein,
der sich zur ersten Endkappe 34 erstreckt. Der röhrenförmige Vorsprung 44 endet
in einer Struktur, die dazu ausgebildet ist, einen Dichtring 50 zu
ergreifen und festzuhalten.
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Um
die funktionellen Beziehungen zwischen den Strukturen der Filtereinheit 30 und
den Gehäuseabschnitten 12 und 14 besser
zu verstehen, wird nun auf 1A Bezug
genommen. Die Vorsprünge 38 sind
mit den sich axial erstreckenden Schlitzen 24 ausgerichtet,
die durch die innere Oberfläche
des ersten Gehäuseabschnitts 12 begrenzt
werden. Die Filtereinheit 30 wird zu dem ersten Ende 13 des
ersten Gehäuseabschnitts 12 hin
eingesetzt. Nähert sich
die Filtereinheit 30 dem ersten Ende 13 des ersten
Gehäuseabschnitts 12,
so kommt die radial nach innen vorstehende Schulter 40 der
ersten Endkappe 34 der Filtereinheit 30 mit dem
sich radial erstreckenden röhrenförmigen Teil
des Gehäusedichtrings 20 in Eingriff.
Die abgewinkelte konische Oberfläche 41, die
durch den winkelförmigen
Vorsprung der Schulter 40 gebildet ist, hilft, es der Schulter 40 zu
ermöglichen,
sich über
die sich radial ersteckenden Vorsprünge 22 des Dichtrings 20 zu
bewegen.
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Wenn
die Filtereinheit 30 voll im ersten Gehäuseabschnitt 12 aufgenommen
worden ist, ist die sich radial ersteckende Schulter 40 axial
positioniert, um an einem Zwischenbereich des Gehäusedichtrings 20 anzugreifen
und übt
eine radial nach innen gerichtete Kraft auf diesen Zwi schenbereich
aus. Die Filtereinheit 30 wird so durch den ersten Abschnitt 12 ergriffen
und in allgemein fester axialer Stellung relativ zum ersten Gehäuseabschnitt
festgehalten. Der zweite Gehäuseabschnitt 14 wird
dann gewindemäßig mit
dem ersten Gehäuseabschnitt 12 in
Eingriff gebracht und bildet eine abgedichtete zylindrische Umschließung um
die Filtereinheit 30.
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Die ökologische
Brennstofffilterpatronenanordnung 10 kann nun auf einem
Filterbasismodul 60 installiert werden, wie dies in 2 dargestellt
ist. Der Filterbasismodul 60 bildet eine Aufnahmeöffnung zum
Aufnehmen der Brennstofffilterpatronenanordnung 10. Eine
co-axiale Brennstoffeinlass/auslassleitung steht von dem Filterbasismodul 60 in
die Brennstofffilterpatronenanordnung 10 durch die mittige Öffnung 16 im
ersten Gehäuseabschnitt 12 vor.
Die Brennstoffeinlass/auslassleitung schließt eine Einlassleitung 66 ein,
die durch eine co-axiale Auslassleitung 68 umgeben ist.
Bei einer bevorzugten Konfiguration hat die Einlassleitung eine
größere axiale Länge als
die Auslassleitung 68. Ein mit Gewinde versehender Kragen 62 wird über die
Brennstofffilterpatronenanordnung 10 bewegt und greift
an der geformten Umfangslippe 27 an, die sich von dem zweiten
Gehäuseabschnitt 14 erstreckt.
Der Kragen 62 greift gewindemäßig an komplementären Gewinden des
Filterbasismoduls 60 an und hält die Brennstofffilterpatronenanordnung 10 in
stabiler zusammengepasster Stellung mit dem Filterbasismodul 60.
Der Basismodul 60 und der Kragen 62 verhindern,
dass die Gehäuseabschnitte 12, 14 deformiert
werden, und ermöglicht
es, dass die beiden Gehäuseabschnitte 12, 14 voneinander
gelöst
werden können. Ein
Dichtring oder O-Ring 28 ist zwischen den beiden Gehäuseabschnitten
positioniert.
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2 zeigt
einen Basismodul 60 und eine damit verknüpfte Brennstofffilterpatronenanordnung 10,
die eine Standardströmung
von Brennstoff durch das Filterelement 32 verwendet. Bei
dieser Konstruktion schafft die größere axiale Länge der
Brennstoffeinlassleitung 66 eine Endstellung, die durch
einen Dichtring 50 ergriffen wird, der in dem röhrenförmigen axialen
Vorsprung 44 der zweiten Endkappe 36 der Filtereinheit
gehalten wird. Der dichtende Eingriff zwischen der Brennstoffeinlassleitung 66 und
dem röhrenförmigen axialen
Vorsprung 44 bildet einen Fluideinlassweg, der Brennstoff
axial in den zweiten Gehäuseabschnitt
richtet, wo er radial und axial zum Filterelement 32 in
der allgemeinen Richtung der Pfeile der 2 strömt. Indem
er radial durch das Filterelement 32 strömt, strömt der gefilterte
Brennstoff dann allgemein axial in die Brennstoffauslassleitung 68.
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Ein
umgekehrter Brennstoffströmungsweg kann
erreicht werden, indem eine alternative Ausführungsform der Filtereinheit
verwendet wird, wie sie in 3 dargestellt
ist. Der umgekehrte Strömungsweg ist
allgemein durch die Pfeile der 3 dargestellt. Eine
Filtereinheit 30' mit
umgekehrter Strömung
verwendet eine zweite Endkappe 37, die keinen röhrenförmigen Vorsprung
oder mittige Öffnung
hat. Stattdessen weist die erste Endkappe 35 der Filtereinheit 30' einen röhrenförmigen axialen
Vorsprung 45 und einen Dichtring 51 auf, der sich
zur zweiten Endkappe 37 der Filtereinheit 30' erstreckt.
Der röhrenförmige Vorsprung 45 und
Dichtring 51 greifen an der inneren sich axial erstreckenden
Brennstoffleitung 69 an, die bei dieser Ausführungsform
als die Brennstoffaunlassleitung dient. Brennstoff tritt in die
Patronenanordnung 10 über
die äußere, kürzere Brennstoffeinlassleitung 67 ein,
wo er radial und axial zum Filterelement 32 strömt. Der
Brennstoff geht radial durch das Filterelement 32 hindurch
und fließt
dann allgemein axial zur Brennstoffauslassleitung 69. Auf diese
Weise kann eine umgekehrte Strömung
mit demselben Filterbasismodul 60 und dem Gehäuse 12, 14 unter
Verwendung der Filtereinheit 30' erzielt werden.
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In
sowohl der Ausführtngsform,
die in 2 dargestellt ist, als auch in der Ausführungsform,
die in 3 dargestellt ist, dient der Dichtring 50, 51 dazu, gefilterten
(sauberen) von ungefiltertem (schmutzigen) Brennstoff zu trennen,
indem er sowohl an der Filtereinheit als auch an der sich axial
erstreckenden Brennstoffleitung angreift. Ähnlich wird bei beiden Ausführungsformen
ein Zwischenbereich des Gehäusedichtrings 20 durch
die sich radial nach innen erstreckende Schulter 40 der
ersten Endkappe 34, 35 der Filtereinheit ergriffen.
Die Schulter 40 übt
eine radial nach innen gerichtete Kraft auf den Zwischenbereich
des Dichtrings 20 aus und drückt ihn dabei in dichtenden
Eingriff mit der Außenoberfläche der Brennstoffeinlass/auslassleitung.
Der Haltekragen 62 verbindet die Brennstofffilterpatronenanordnung 10 mit
dem Filterbasismodul 60 und drückt den Gehäusedichtring 20 in
axialen Kontakt mit dem Filterbasismodul, wodurch weiter die Dichtwirkung
zwischen der Brennstofffilterpatronenanordnung 10 und dem
Filterbasismodul 60 vergrößert wird.
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Bei
beiden Konfigurationen kann die Brennstofffilterpatronenanordnung 10 von
dem Filterbasismodul 60 entfernt werden, indem der mit
Gewinde versehene Kragen 62 entfernt wird. Vor dem Entfernen
kann der Ablasshahn 18 verwendet werden, um Brennstoff
von der Brennstofffilterpatronenanordnung 10 abzulassen,
damit kein Brennstoff ver schüttet
wird. Sind sie einmal von dem Filterbasismodul entfernt, können die
Brennstofffiltergehäuseabschnitte 12, 14 getrennt
werden, und die Filtereinheit 30, 30' kann entfernt
werden und durch eine neue Filtereinheit 30, 30' ersetzt werden.
Die Gehäuseabschnitte 12, 14 werden
dann erneut in eine abgedichtete Einheit zusammengesetzt, die dann
wiederum in dem Filterbasismodul 60 installiert wird. Eine
Filtereinheit 30, 30' in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung enthält
kein Metall und ist aus verbrennbaren Materialen hergestellt. Die
verbrauchte Filtereinheit kann wirksam durch Verbrennung entsorgt
werden, wodurch der Abfallstrom verringert wird. Aller Brennstoff
wird entweder abgelassen und rezykliert oder mit der benutzten Filtereinheit 30, 30' rezykliert.
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Bevorzugte
Filterelementmaterialen sind Papier und Papierprodukte, die synthetische
Fasern enthalten. Ein bevorzugtes Material für die Endkappen ist vernetztes
Polyethylen. Das Polyethylen kann ein Polyethylen hoher Dichte wie
zum Beispiel HDPE sein. Solche Polyethylen-Kunststoffe schaffen
eine erstrebenswerte Kombination von Korrosionswiderstandsfähigkeit
und Stärke.
Andere Kunststoffe, die für
Verwendung in der Automobilindustrie üblich sind, können ebenfalls
geeignet sein, wie zum Beispiel Nylon oder mit Glas gefülltes Nylon.
Ein verbrennbares Klebemittel, wie zum Beispiel PlastisolTM, wird verwendet, um das Filterelement
mit den Endkappen zu verbinden, um die Filtereinheit 30, 30' zu bilden.
Die resultierende Filtereinheit fügt keine Materialen dem Abfallstrom
zu, die nicht bereits vorhanden sind. Die Komponenten der Filtereinheit
werden mit einem relativ hohen Energiewert (BTU/Pfund oder BTU/Kilogramm)
verbrennen, der zur Stromerzeugung oder für andere nützliche Zwecke wiedergewonnen
werden kann.
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Die ökologische
Brennstofffilterpatronenanordnung 10 und die Filtereinheit 30 erlauben
das häufige
Ersetzen von Brennstofffiltern, während das Risiko stark verringert
wird, dass Brennstoff in die Umwelt über gebrauchte Filterpatronen
gelangt, und verringert beträchtlich
die Abfallmenge und die Kosten der Entsorgung, die typischerweise
mit einem solchen Auswechseln verknüpft sind.
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Man
wird so sehen, dass die vorliegende Erfindung, wenigstens in der
bevorzugten Ausführungsform,
eine neue und verbesserte Brennstoffpatrone und ein Element schafft,
die die Kosten wirksamer Entsorgung des verbrauchten Elements in
einem effizienten umweltfreundlichen Vorgang ermöglicht und darüber hinaus
eine neue und verbesserte Brennstofffilterpatronenanordnung von
effizienter und kostengünstiger
Konstruktion schafft, die Abfall verringert und die Abgabe von Brennstoffverunreinigungen
in die Umwelt kontrolliert, und darüber hinaus ein neues und verbessertes
Einwegbrennstofffilterelement schafft, das wirksam installiert und
ersetzt werden kann und die Funktion hat, die Abdichtungsintegrität der Filteranordnung
zu vergrößern, und
darüber
hinaus ein neues und verbessertes Brennstofffilterelement schafft,
das in kostenwirksamer Weise entsorgt werden kann, die mit strikten
Umweltbestimmungen in Übereinstimmung
ist.
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Obwohl
bevorzugte Ausführungsformen
der vorstehenden Erfindung für
Illustrationszwecke ausgeführt
worden sind, sollte die vorliegende Erfindung nicht als eine Begrenzung
der Erfindung angesehen werden. Demgemäß können verschiedene Abwandlungen,
Anpassungen und Alternativen dem Fachmann klar werden, ohne vom
Geist der Ansprüche abzuweichen.