DE69101816T2 - Kraftstoffilter mit einem Schnellverschlussdeckel für eine Brennkraftmaschine. - Google Patents
Kraftstoffilter mit einem Schnellverschlussdeckel für eine Brennkraftmaschine.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoffilter für einen Verbrennungsmotor, der mit einem Schnellverschlußdeckel ausgestattet isL
- Es sind verschiedene Kraftstoffilter bekannt, insbesondere Filter zum Zuführen von Dieselkraftstoff zu Verbrennungsmotoren, vor allem von Kraftfahrzeugen.
- Da diese Vorrichtungen in Massenproduktion herzustellen sind, sowohl für die Originalausstattung von Kraftfahrzeugen als auch als Ersatzteile, ist es wichtig, die Zuverlässigkeit und Qualität des Produkts mit niedrigen Herstellungskosten desselben in Einklang zu bringen.
- Ein Kraftstoffilter für Verbrennungsmotoren ist in der Italienischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 53316-B/88 im Namen der vorliegenden Anmelderin geoffenbart. Bei diesem Filtertyp ist ein Papierfilterelement in einem zylindrischen Kunststoffgehäuse untergebracht, das auf eine mit entsprechendem Gewinde versehene Verbindung, mit welcher der Motor versehen ist, aufzuschrauben ist. Das Gehäuse ist mit einem Deckel verschlossen, der eine Anzahl von Löchern für den Kraftstoffdurchtritt und entsprechende Dichtungen aufweist. Der Deckel wird durch Schweißen am oberen Rand des Gehäuses befestigt, und um dies zu ermöglichen sind entsprechende Nuten im Gehäuse und im Deckel ausgebildet, um das dabei erzeugte Abfallmatenal zu sammeln.
- Diese Lösung hat einige Nachteile, sowohl hinsichtlich der Qualität des Produkts als auch bezüglich der Herstellungskosten desselben.
- Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten Filter zu beseitigen oder zumindest zu verringern, indem ein Kraftstoffilter für einen Verbrennungsmotor geschaffen wird, bei dem der Deckel durch einen einfachen und leichten Vorgang ohne Wärmebehandlungen am Gehäuse befestigt werden kann.
- Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Kraftstoffilter zu schaffen, der so ausgelegt ist, daß er in zwei alternativen Ausführungsformen hergestellt werden kann, u.zw. in einer von der Art, die auf eine geeignete Fixierung oder Verbindung aufzuschrauben ist (Aufschleudern), und einer anderen von der Art, die über Kanäle an die Kraftstoff- Zuführleitung anschließbar ist, wobei beide Ausführungsformen eine gemeinsame Hauptstruktur inkorporieren.
- Die obigen und weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden, wie aus der restlichen Beschreibung klar hervorgeht, durch einen Kraftstoffilter für einen Verbrennungsmotor erreicht, der ein zylindrisches Gehäuse aus Plastikmaterial zur Aufnahme eines Filterelements über einer am Gehäuseboden festgelegten Absetzkammer und einen Deckel, ebenfalls aus Plastikmaterial, zum Verschließen des Gehäuses, welcher mit Kraftstoff-Eintrittsöffnungen und Kraftstoff-Austrittsöffnungen versehen ist, aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gehäuse in einem oberen Bund endet, der mit schraubenförmigen Schraubeinrichtungen versehen ist, die so ausgelegt sind, daß sie mit komplementären schraubenförmigen Schraubeinrichtungen am Bund des Deckels zusammenwirken, und daß beide Schraubeinrichtungen mit schrägen Klemmzähnen zur permanenten Blockierung des Deckels am Gehäuse kombiniert sind.
- Ein zusätzliches Merkmal des erfindungsgemäßen Filters besteht darin, daß der Boden des Gehäuses, worin eine Absetzkammer für den Kraftstoff ausgebildet ist, mit einer Reihe von radialen Vorsprüngen versehen ist, die die Konstruktion versteifen und mit dem Gehäuse integral ausgebildet sind, wobei sie nach oben hin eine Aufnahmeebene für das Filterelement bilden.
- Es wird nunmehr eine bevorzugte Ausführungform der Erfindung unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen beschrieben, worin:
- - Fig. 1 eine axiale Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filters ist;
- - Fig. 2 eine Draufsicht auf den Filter der Fig. 1 mit abgehobenem Deckel ist;
- - Fig. 3 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf den Deckel des Filters der Fig. 1 ist;
- - Fig. 4 ein axialer Querschnitt durch den Deckel gemäß einer Ausführungsform des Schraubsystems ist;
- - Fig. 5 eine Teilansicht des Gehäuses gemäß einer Ausführungsforrn des Schraubsystems der Fig. 4 ist;
- - Fig. 6 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des Filterdeckels der Fig. 3 ist;
- - Fig. 7 eine Querschnittsansicht gemäß der Linie VII-VII des Deckels der Fig. 6 ist;
- - Fig. 8 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform des Filterdeckels der Fig. 3 ist;
- - Fig. 9 eine teilweise geschnittene axiale Ansicht des Deckels der Fig. 8 ist;
- - Fig. 10 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform des Filterdeckels der Fig. 3 ist; und
- - Fig. 11 eine teilweise geschnittene axiale Ansicht des Deckels der Fig. 10 ist. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines Kraftstoffilters für Fahrzeugmoloren gemäß der Erfindung gezeigt. Der Filter umfaßt im wesentlichen ein zylindrisches Gehäuse 1, in dem ein Filterelement 2 untergebracht ist und welches mit einem Deckel 3 verschlossen ist.Sowohl das Gehäuse 1 als auch der Deckel 3 sind aus einem Plastikmaterial mit geeigneten Charakteristika, gegebenenfalls mit eingearbeiteten Glasfasern oder anderen Stoffen, die den mechanischen und thermischen Widerstand auf die für eine spezielle Anwendung gewünschten Werte erhöhen können. Das Gehäuse und der Deckel können daher durch Formen preiswert hergestellt werden. Das Filterelement 2 ist aus Kreppapier gebildet, welches, wie bereits bekannt, um ein zentrales Rohr 4 gewickelt ist.
- Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, ist der Boden des Gehäuses 1 mit einer Reihe von Vorsprüngen 5 versehen, die vom Gehäuseboden hinaufragen, sich radial erstrecken, aber vor der Gehäusemitte enden. Solche radiale Vorsprünge versteifen den unteren Teil der Gehäusestruktur, die einer Belastung durch Kompression entweder manuell oder mittels eines Werkzeugs bei Aufschrauben des Filters auf den Motor ausgesetzt ist. Da alle Vorsprünge dieselbe Höhe aufweisen, bilden die Vorsprünge 5 eine flache Aufnahmefläche für das Filterelement 2. Zu diesem Zweck weist jeder der Vorsprünge 5 eine obere Rippe 7 in Gestalt eines Kreisbogens am inneren Ende der Vorsprünge auf: alle Rippen 7 zusammen bilden eine Zentrierhülse, auf die das Filterelement 2 durch das axiale Loch des Rohres 4 gepaßt wird.
- So wird eine Absetzkammer 10 unterhalb des Filterelements 2 festgelegt, in deren Boden eine Ablaßöffnung 12 vorgesehen ist, welche durch einen Schraubstöpsel 13 verschlossen ist
- Das Gehäuse 1 endet nach oben hin in einem nach innen verjüngten Bund 14, der in einer kreisförmigen Nut 21 mit konischem Querschnitt im Deckel 3 eingreifen kann und der an seiner Außenseite mit schraubenförmigen Vorsprüngen 15 versehen ist, die relativ kurz und geneigt sind. Entsprechend dem Endteil jedes Vorsprungs 15 ist eine Gruppe von nach oben gerichteten schrägen Zähnen 17 am Auflagevorsprung 16 angeformt, welche schrägen Zähne sich zwischen jedem schraubenförmigen Vorsprung 15 erstrecken.
- Das Gehäuse ist durch einen tassenförmig gestalteten Deckel 3, der mit Eintritts- und Austrittsöffnungen für den zu filternden Kraftstoff versehen ist, wasserdicht verschlossen.
- Bei der Ausführungsform der Fig. 1, 3 und 4 ist der Deckel 3 vom Typ, bei dem der Filter auf eine mit Gewinde versehene Fixierung oder Verbindung, die vom Motor oder dem Teil der Kraftstoff-Zuführleitung (nicht dargestellt), an den der Filter anzubringen ist, absteht, aufgeschraubt werden kann. Daher ist der Deckel mit einem zentralen Gewindeloch 19 versehen, das auch als Austrittsöffnung für den gefilterten Kraftstoff dient. Der Deckel ist weiters mit einer Reihe von Öffnungen 20 versehen, die in einem Kreis angeordnet sind, der einen Durchmesser etwa halb so groß wie der Deckeldurchmesser aufweist, welche Öffnungen als Eintrittsöffnungen für den zu filternden Kraftstoff fungieren. An der Außenseite des Deckels sind zwei ringförmige Dichtungen 22 und 23 angeordnet, wobei erstere außerhalb der Löcher 20 und letztere zwischen den Löchern 20 und dem zentralen Loch 19 angeordnet ist. Die Dichtungen 22 und 23 sind in kreisförmige Nuten 24 und 25 eingepreßt, die die korrekte Positionierung der Dichtungen bei Aufschrauben des Filters auf die mit Gewinde versehene Fixierung oder Verbindung gewährleisten. Vorzugsweise ist der Querschnitt der Nuten 24 und 25 trapezförmig.
- Wie bereits ausgeführt, ist der Deckel 3 tassenförmig ausgebildet, wobei die Konkavität zum Gehäuse gerichtet ist. Innerhalb des Deckels sind entlang der Seitenwand desselben schraubenförmige Nuten 27 vorgesehen, die die gleiche Neigung wie die Gewinde oder schraubenförmigen Vorsprünge 15 des Gehäuses 1 haben. Am Bund des Gehäuses 1 ist eine Gruppe von nach unten gerichteten schrägen Zähnen 28 ausgebildet, deren Neigungsrichtung (Neigung) gleich jener der Zähne 17 des Gehäuses 1 ist. Eine derartige Konstruktion ermöglicht das Aufschrauben des Deckels 3 auf das Gehäuse 1 mit einer raschen Bewegung dank der Neigung der Vorsprünge 15 und der Nuten 27 und aufgrund der Tatsache, daß beide relativ kurz sind, so daß der Deckel durch einen Bruchteil einer Drehung aus einer Startposition in eine Endposition für das komplette Aufschrauben gebracht wird. Nachdem das Aufschrauben durch Ausführen einer weiteren Drehung am Deckel beendet ist, werden die Zähne 28 über die Rückseite der Zähne 17 des Gehäuses bewegt, was dadurch möglich ist, daß sie beide auf die gleiche Weise geneigt sind. Nach diesem Vorgang ist die Befestigung des Deckels nicht mehr rückgängig zu machen, d.h. permanent geworden, da ein Abschrauben desselben durch einen Sperrklinkeneingriff zwischen den beiden Gruppen von Zähnen 17 und Zähnen 28 verhindert wird, wobei jeder Zähn 17 in bezug auf die Zähne 28 am Deckel als Klinke oder Palle wirkt, so daß diese nicht mehr in eine Richtung entgegen die Aufschraubrichtung gedreht werden können.
- Auf diese Weise wird es möglich, das Gehäuse und den Deckel durch einen einfachen und raschen mechanischen Vorgang miteinander zu verbinden. Ist der Deckel befestigt, wird die das axiale Loch 19 definierende Hülse 29 in das Rohr 4 eingepaßt (Fig. 1), und dank ihrer leicht kegelstumpfförmigen äußeren Konfiguration gewährleistet sie eine Abdichtung zwischen dem durch die Löcher 20 einströmenden Kraftstofffluß und dem durch das Loch 19 ausströmenden Kraftstofffluß.
- Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform des Schraubsystems des Deckels an das Gehäuse, welches mittels schraubenförmiger Nuten 15' am Bund 14' des Gehäuses 1', unter denen die Klemmzähne 17 nach außen gerichtet angeordnet sind, und mittels relativ kurzer Vorsprünge 27', die vom Bund des Gehäuses nach innen geneigt sind, realisiert ist, unter welchen Vorsprüngen die Zähne 28' vom Deckel nach innen gerichtet und entsprechend schräg in bezug auf die Zähne 17' am Bund des Gehäuses vorgesehen sind.
- Die Funktion des oben dargestellten Filters ist gut bekannt: der zu filternde Kraftstoff, üblicherweise Dieselkraftstoff, dringt in den Filter durch die Löcher 20 und fließt durch das Filterelement 2 bis in die Absetzkammer 10. Hier werden Wasser und andere abgesetzte Verunreinigungen gesammelt, die in regelmäßigen Abständen durch das Loch 12 abgezogen werden, dann fließt der Filterkraftstoff nach oben durch das axiale Loch 8 aus dem Rohr 4 und tritt durch das zentrale Loch 19 im Deckel 3 aus.
- Die Fig. 6 und 7 zeigen eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterdeckels, der allgemein mit dem Bezugszeichen 30 versehen ist.
- Ein solcher Deckel kann auf die gleiche Weise, wie oben für den Deckel 3 gezeigt, am Gehäuse 1 befestigt werden, da der zum Gehäuse zu passende Abschnitt bei beiden Ausführungsformen gleich ist. Der Unterschied zwischen dem Deckel 30 und dem Deckel 3 besteht darin, daß der Deckel 30 mit knieförmig gebogenen Kanälen 32 und 33, die beim Formen integral mit dem Deckelkörper ausgebildet werden, für den Kraftstoffeintritt in den Filter bzw. den Kraftstoffaustrittt aus dem Filter, versehen ist. Der Kanal 32 mündet in die Filterkammer 34 über dem Filterelement, wogegen der Kanal 33 in einer axialen Position angeordnet ist, die mit dem Rohr 4, das bereits unter Bezugnahme auf das Gehäuse 1 besprochen wurde, fluchtet. Ein Entlüftungsloch 35 ist weiters im Deckel vorgesehen, welches normalerweise durch eine Schraube 36 geschlossen ist. Ein in den Deckel ragender kegelstumpfförmiger Bund oder eine Muffe 39 ist für die Dichtungsverbindung zwischen dem Rohr 4 und dem Gehäuse 1 vorgesehen.
- Durch Verbinden des Deckels 30 mit dem Gehäuse 1 erhält man einen Filter, der zur Verbindung mit der Kraftstoff-Zuführleitung nicht mehr aufgeschraubt werden muß, sondern vielmehr durch die Kanäle 32 und 33 direkt an die Leitung anzuschließen ist. Die Verbindung wird hergestellt, indem die Endabschnitte der Kanäle 32 und 33 in die Rohre der Kraftstoff- Zuführleitung eingepaßt und mittels Schlauchklemmen daran festgeklemmt werden.
- Die Fig. 8 und 9 zeigen eine dritte Ausführungsform des Deckels, der allgemein mit 40 bezeichnet ist. Der Deckel 40 unterscheidet sich von den zuvor dargestellten Ausführungsformen dadurch, daß die Kanäle 41 und 42 vom Schnellverbindungstyp sind. Sie sind mit Abschnitten 43 und 44 versehen, die so gestaltet sind, daß sie zu entsprechenden an den Enden der Kraftstoff-Zuführrohre vorgesehenen Abschnitten (nicht dargestellt) dichtend passen. Solche Abschnitte enthalten ein oder mehrere Dichtelemente und ermöglichen die Befestigung am Rohr duch einfaches Aufpressen der Abschnitte 43 und 44 der Kanäle 41 und 42. Es sind mehrere Arten von Schnellkupplungsvorrichtungen im Handel erhältlich.
- Die Fig. 10 und 11 zeigen eine vierte Ausführungsform des Deckels, der als ganzes mit 50 bezeichnet ist. Bei dieser Ausführungsform sind die Kanäle 51 und 52 nicht mehr integral mit dem Deckel ausgebildet, sondern werden vielmehr separat erzeugt und dann drehbar am Deckel montiert. Der Deckel ist daher mit zwei Löchern versehen, die einen zur Aufnahme der Kanäle 51 und 52 geeigneten Durchmesser haben. Im axialen Loch, in das der Austrittskanal 52 eingepaßt ist, ist eine Dichtung 54 vorgesehen, die durch zwei Dichtrippen gebildet ist, welche durch einen starren Einsatzteil 55 in der richtigen Lage gehalten werden, wobei der starre Einsatzteil seinerseits mit einer Rippe 56 ausgestattet ist, die ihn in seiner axialen Lage blockiert. Der untere Abschnitt des Kanals ist leicht konisch und mit einem Zahn 58 ausgebildet, so daß die Einführung in das Loch möglich und ein späteres Herausziehen desselben verhindert ist. Der Eintrittskanal 51 ist in das periphere Loch eingepaßt, das in einem Teil des Deckels mit gegenüber dem Mittelteil reduzierter Dicke ausgebildet ist. Infolgedessen ist die Dichtung 59 ein einfacher Dichtungsring, z.B. ein O-Ring, der wiederum durch einen mit einer Befestigungsrippe 61 ausgestatteten Einsatzteil 60 in seiner Position gehalten ist. Die Kanäle 51 und 52 können mit Schnellkupplungsverbindungen 63 und 64 ausgebildet sein oder in herkömmiichen Komponenten enden, die zur Befestigung der Dieselkraftstoff-Zuführrohre Schlauchklemmen benötigen, wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist.
- Dank der in den Fig. 10 und 11 gezeigten Ausführungsform können die knieförmig gebogenen Kanäle 51 und 52 je nach Wunsch radial ausgerichtet werden, um die optimale Position zum Montieren des Filters in der Dieselkraftstoff-Zuführleitung zum Motor zu wählen.
Claims (11)
1. Kraftstoftilter für einen Verbrennungsmotor, umfassend ein zylindrisches Gehäuse (1; 1')
aus Plastikmaterial zur Aufnahme eines Filterelements (2) über einer am Gehäuseboden
festgelegten Absetzkammer (10), und einen Deckel (3; 3'; 30), ebenfalls aus Plastikmaterial,
zum Verschließen des Gehäuses (1), welcher mit Kraftstoff-Eintrittsöffnungen (20; 32) und
Kraftstoff-Austrittsöffnungen (19; 33) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse
(1; 1') in einem oberen Bund (14; 14') endet, der mit schraubenförmigen Schraubeinrichtungen
(15; 15') versehen ist, die so ausgelegt sind, daß sie mit komplementären schraubenförmigen
Schraubeinrichtungen (27; 27') am Bund des Deckels (3; 3'; 30) zusammenwirken, und daß
beide Schraubeinrichtungen (15; 15' und 27; 27') mit schrägen Klemmzähnen (17; 17') zur
permanenten Blockierung des Deckels (3; 3', 30) am Gehäuse (1; 1') kombiniert sind.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) einen konisch
verjüngten Bund (14) aufweist und der Deckel (3) eine zur Aufnahme des konisch verjüngten
Bundes (14) des Gehäuses ausgelegte kreisförmige Nut (21) mit konischem Querschnitt
aufweist.
3. Filter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmigen
Schraubeinrichtungen am Bund des Gehäuses (1) und jene am Bund des Deckels (3) durch
relativ kurze schraubenförmige Vorsprünge bzw. geneigte (15) und schraubenförmige Nuten
(27) gebildet sind, und daß die den Vorsprüngen (15) zugehörigen schrägen Zähne (17) und
die den Nuten (27) zugehörigen Zähne (28) am Auflagevorsprung (16) des Bundes (14) des
Gehäuses (1) als aufwärts gerichtete Gruppierung bzw. am Bund des Deckels (3) als abwärts
gerichtete Gruppierung angeordnet sind, wobei die schrägen Zähne so ausgelegt sind, daß sie
ein Abschrauben des Deckels (3) vom Gehäuse (1) verhindern.
4. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmigen
Schraubeinrichtungen am Bund (14') des Gehäuses (1') und am Bund des Deckels (3') durch
schraubenförmige Nuten (15') bzw. relativ kurze und geneigte Vorsprünge (27') gebildet sind,
und daß die den schraubenförmigen Nuten (15') zugehörigen schrägen Zähne (17') und die den
schraubenförmigen Vorsprüngen (27') zugehörigen Zähne (28') beide als Gruppierung
unterhalb der Nuten (15') des Gehäuses (1) bzw. unterhalb der Vorsprünge (27') des Deckels
(3') angeordnet sind, wobei die schrägen Zähne (17') und (28') so ausgelegt sind, daß sie ein
Abschrauben des Deckels (3') vom Gehäuse (1') verhindern.
5. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Absetzkamnner (10)
des Gehäuses (1; 1') mit radial verlaufenden Vorsprüngen (5) versehen ist, die vor dem
Mittelpunkt des Gehäuses enden und nach oben hin eine flache Aufnahmefläche für das
Filterelement (2) bilden.
6. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (3; 3') mit exzentrischen
Löchern (20) für den Kraftstoffeintritt und mit einem axialen Gewindeloch (19) für den
Kraftstoffaustritt und für die Filterbefestigung sowie mit einem Paar ringförmiger Dichtungen
(22, 23)
versehen ist, welche in Aufnahmen (24, 25) eingepreßt sind, von denen eine (25)
zwischen dem axialen Gewindeioch (19) und den exzentrischen Löchern (20) angeordnet und
die andere (24) außerhalb der exzentrischen Löcher (20) angeordnet ist.
7. Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Gewindeloch (19) in
einer Hülse definiert ist, welche unten in einem kegelstumpfförmigen Abschnitt (29) zum
Ankuppeln eines Rohres (4) des Filterelementes (2) endet.
8. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (30) mit
Kraftstoffeintrittskanälen (32) und Kraftstoffaustrittkanälen (33) versehen ist, welche integral
mit dem Deckel ausgebildet und außerhalb desselben knieförmig gebogen sind.
9. Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittskanäle mit
Schnellverbindungsverschlüssen oder -anschlüssen (43, 44) zur Verbindung mit der
Kraftstoffversorgungsleitung ausgestattet sind.
10. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (50) mit
Kraftstoffeintrittskanälen (51) und Kraftstoffaustrittskanälen (52) versehen ist, welche vom
Deckel (50) getrennt ausgebildet und drehbar in Löchern im Deckel gelagert sind.
11. Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den knieförmig
gebogenen Kanälen (51, 52) und den Deckellöchern eine Dichtung (59; 54) und ein Einsatzteil
(60; 55) zur Befestigung der Dichtung eingesetzt sind.
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