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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kraftstoffvorwärmerelemente und die Konstruktionsmerkmale, die mit der Installation und dem Entfernen eines Kraftstoffvorwärmerelements aus einem Gehäuse verbunden sind. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine stabförmige Heizvorrichtung für einen Kraftstoff-Wasser-Separator, die ein Nockenentfernungsmerkmal enthält. Wie hier offenbart, umfaßt das Nockenentfernungsmerkmal ein Zusammenwirken zwischen dem Kraftstoffvorwärmer und einem Teil des Kraftstoffiltergehäuses, nämlich zwischen einem Vorsprung und einer Ausnehmung, das das Entfernen der Heizvorrichtung aus dem Gehäuse erleichtert. Der hier beschriebene Kraftstofffilter kann eine Kraftstoff-Wasser-Trennfähigkeit enthalten.
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Aus der
DE 199 55 206 A1 ist ein Kraftstoffilter zur Filtration von Dieselkraftstoff bekannt, wobei eine Heizung vorgesehen ist, welche den Dieselkraftstoff bei Temperaturen unter 0°C erwärmt, um den Dieselkraftstoff zu verflüssigen, damit ein Filterelement nicht verstopft. Die Heizung ist mit einem Filterkopf des Kraftstoffilters dichtend verschraubt. Hierzu weist die Heizung einen Flansch auf, der als Sechskant ausgeführt ist. An diesen Flansch schließt ein Gewindebereich an, der in ein Gewinde des Filterkopfes eingeschraubt ist. Zur Abdichtung der Heizung ist eine Flachdichtung zwischen den Flansch und den Filterkopf eingebracht.
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Aus der
EP 1 036 930 B1 ist eine Heizeinrichtung für Dieselkraftstoff bekannt, die ein PTC-Heizelement und einen hierzu in thermischem Kontakt stehenden Wärmeleitkörper umfaßt. Das PTC-Heizelement und der Wärmeleitkörper sind von einem stabförmigen Heizungsgehäuse umschlossen. Das Heizungsgehäuse verfügt über einen Gehäusesockel, der in ein Anschlußgehäuse eingesetzt ist. Das PTC-Heizelement ist elektrisch vorzugsweise an Steckverbinder angeschlossen, die an geeignete Gegenkontakte am Gehäusesockel aufgesetzt werden können. Zur Aufnahme der Heizeinrichtung kann ein Anschlußgehäuse vorgesehen sein, das elektrische Steckverbinder aufweist, um eine Stromzufuhr für sowohl das PTC-Heizelement als auch für einen Temperaturschalter zu ermöglichen.
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Auf dem Gebiet der Dieselmotortechnologie ist es nicht ungewöhnlich, wenn Dieselkraftstoff einer Erwärmung bedarf, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, daß der Kraftstoff eine gelartige Konsistenz annimmt, die wiederum schwer zuzuführen und zu verarbeiten wäre. Oftmals wird eine geeignete Heizvorrichtung als Teil eines Kraftstofffilters oder Kraftstoff-Wasser-Separators montiert, um zu versuchen, dieses potentielle Problem zu beseitigen. Da solch ein Filter/Separator unter Niedrigtemperaturbedingungen verwendet werden kann, wenn auch nicht kontinuierlich, wird der Kraftstoffvorwärmer durch einen Thermostaten gesteuert, der die Kraftstofftemperatur überwacht und so eingestellt ist, daß er ihn bei einer voreingestellten Temperatur, wie zum Beispiel 1,67°C, aktiviert. Wenn der Kraftstoffvorwärmer angesteuert wird, erzeugt er eine Wärmezunahme im Inneren des Gehäuses. Dadurch wird wiederum jeglicher gelartiger Kraftstoff verflüssigt oder einer Gelbildung bzw. einem Ausflocken vorgebeugt, so daß der Kraftstoff frei fließen und insbesondere gefiltert werden kann.
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Obgleich es die verschiedensten Heizvorrichtungsbauarten gibt, die derzeit erhältlich oder zur Verwendung in Kraftstofffiltern und Kraftstoff-Wasser-Separatoren angeboten worden sind, können ein paar der gebräuchlicheren Ausführungen verbessert werden und werden durch die vorliegende Erfindung auch verbessert. Eine solche vorherige Ausführung ist ein Ringheizer, der in dem Filter/Separator-Gehäuse installiert und durch seine Einführungs- und Befestigungsweise und/oder durch Verwendung eines Schließdeckels aufgenommen wird. Ringheizer der beschriebenen Art sind relativ komplex ausgeführt und erfordern eine ziemlich komplexe zusammenwirkende Konfiguration im Filtergehäuse. In Abhängigkeit von der gewählten Konfiguration und der Verbindung mit dem Thermostaten und einem elektrischen Leistungsverbinder kann die Komplexität noch verstärkt werden. Obgleich die vorliegende Erfindung im Kontext eines Kraftstoff-Wasser-Separators beschrieben wird, eignet sich die Erfindung auch für einen Kraftstofffilter ohne jegliche Kraftstoff-Wasser-Trennfähigkeit.
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Ein Versuch, die Komplexität des Ringheizers zu vereinfachen, wird durch die zweite vorbekannte Ausführung dargestellt, die sich am besten als Stabheizer beschreiben läßt. Diese deskriptive Bezeichnung rührt von der allgemein zylindrischen Form des bekannten Kraftstoffheizers her. Diese Heizerausführung wird in der Regel in eine Aufnahmebohrung im Kraftstoff-Wasser-Separator geschraubt. Da sich innerhalb des Gehäuses Kraftstoff befindet und da ein Innendruck herrscht, ist es wichtig, die Grenzfläche zwischen dem Heizer und dem Separatorgehäuse angemessen abzudichten. Bei Verwendung eines Kunststoffgehäuses ist man darüber besorgt, ob ein ausreichendes Festziehdrehmoment durch einen Gewindeeingriff angelegt werden kann, um die Gewindegrenzfläche angemessen abzudichten.
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Eine weitere Besorgnis bei einem Gewindeeingriff zwischen dem Stabheizer und dem Separatorgehäuse besteht darin, ob die gewünschte Ausrichtung für den elektrischen Verbinder am Kraftstoffvorwärmer bezüglich des Gehäuses hergestellt werden kann. Ein zu starkes oder nicht ausreichendes Festziehen des Gewindeeingriffs verursacht eine Änderung der Drehposition oder Ausrichtung des elektrischen Verbinders. Der Startpunkt des Gewindeeingriffs kann auch die Ausrichtung des elektrischen Verbinders beeinflussen. Somit kann der Kraftstoffvorwärmer möglicherweise nicht in die bevorzugte Position zur elektrischen Verbindung mit den Heizerdrähten vom Kabelbaum des entsprechenden Motors gedreht werden. Es wäre deshalb eine Verbesserung, wenn der Heizer mit einer automatischen Ausrichtungsfähigkeit in das Gehäuse eingebaut werden könnte. Die vorliegende Erfindung stellt diese Verbesserung bereit, ohne daß sie sich auf einen Gewindeeingriff zwischen dem Heizer und dem Kraftstoff-Wasser-Separatorgehäuse verläßt.
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Beim Einbau eines Stabheizers in einem Kraftstoff-Wasser-Separatorgehäuse kommt man nicht umhin, eine Dichtung, wie zum Beispiel eine elastomere O-Ring-Dichtung, einzubauen, um eine abgedichtete Grenzfläche zwischen dem Heizer und dem Gehäuse herzustellen. Im Laufe der Zeit schwillt die Größe der O-Ring-Dichtung an und die Dichtung wird noch stärker gespannt, und zwar zu einem solchen Ausmaß, daß es schwierig wird, die O-Ring-Dichtung freizubrechen, um den Heizer zu entfernen. Das Anschwellen der O-Ring-Dichtung wirkt sich dahingehend aus, daß der Kraftstoffvorwärmer so stark in dem Separatorgehäuse (Gußteil) festgekeilt wird, daß der Heizer festzustecken scheint und sich infolgedessen nicht leicht aus dem Gehäuse entfernen läßt.
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Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit diesem Besorgnis auf eine neue und nicht offensichtliche Weise durch Erzeugung eines Nockeneingriffs zwischen dem Kraftstoffvorwärmer und dem Kraftstoff-Wasser-Separatorgehäuse durch einen mit einer Ausnehmung zusammenwirkenden Vorsprung. Dieser Nockeneingriff wandelt eine Drehbewegung des Kraftstoffvorwärmers bezüglich des Gehäuses in eine axiale Kraft um, um ein Wegbrechen der fest eingekeilten O-Ring-Dichtung zu unterstützen. Nach dem Freibrechen der eingekeilten Dichtung läßt sich der Kraftstoffvorwärmer leicht entfernen, ohne daß ein Spezialausbauwerkzeug erforderlich ist und ohne daß die Gefahr einer Beschädigung des Kraftstoffvorwärmers besteht. Der Kraftstoffvorwärmer kann von Hand herausgenommen werden, was noch einen anderen Vorteil der vorliegenden Erfindung bereitstellt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer verbesserten Installationsgrenzfläche zwischen einem Kraftstofffiltergehäuse und einem Kraftstoffvorwärmer, um das Entfernen des Kraftstoffvorwärmers aus dem Kraftstofffiltergehäuse zu erleichtern.
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Die Kombination aus einem Kraftstofffiltergehäuse und einem Kraftstoffvorwärmer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine Wärmeraufnahmebohrung und einen Vorsprung neben der Bohrung als Teil des Kraftstoffiltergehäuses. Der Kraftstoffvorwärmer ist zum Einführen in die Wärmeraufnahmebohrung und zur Befestigung an dem Kraftstofffiltergehäuse ausgeführt und angeordnet. Der Kraftstoffvorwärmer enthält eine ausgesparte Kerbe bzw. Ausnehmung, die zum Eingriff mit dem Vorsprung ausgefiltert und angeordnet ist, so daß ein Drehen des Kraftstoffvorwärmers ein Zusammenwirken des Vorsprungs mit einem Rampenabschnitt der Ausnehmung bewirkt, um das Entfernen des Kraftstoffvorwärmers aus der Wärmeraufnahmebohrung durch eine Eingriffswirkung bzw. Zusammenwirkung zu erleichtern. Bedarfsweise können die Ausnehmung und der Vorsprung auch vertauscht sein.
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Verwandte Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Kraftstoffvorwärmers, der in einem Kraftstoff-Wasser-Separatorgehäuse gemäß der vorliegenden Erfindung installiert ist.
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2 ist eine perspektivische Teilansicht des Kraftstoff-Wasser-Separatorgehäuses nach 1, die eine Wärmeraufnahmebohrung zeigt.
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3 ist eine schematische, perspektivische Ansicht des Kraftstoffvorwärmers nach 1.
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4 ist ein vergrößertes Detail eines Vorsprungs, der einen Teil des Kraftstoffvorwärmers nach 3 umfaßt.
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5 ist eine perspektivische Ansicht des anfänglichen Schritts des Installierens des Kraftstoffvorwärmers nach 3 in der Wärmeraufnahmebohrung nach 2.
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6 ist eine perspektivische Ansicht eines anschließnden Schritts des Installierens des Kraftstoffvorwärmers nach 3 in der Wärmeraufnahmebohrung nach 2.
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7 ist eine schematische Ansicht einer Kerbe bzw. Ausnehmung im Kraftstoff-Wasser-Separatorgehäuse, die in der Wärmeraufnahmebohrung mündet.
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8 ist eine schematische Ansicht der Zusammenwirkbeziehung zwischen der Ausnehmung nach 7 und dem Vorsprung nach 4.
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9 ist eine schematische Ansicht der Zusammenwirkbeziehung zwischen der Ausnehmung nach 7 und dem Vorsprung nach 4.
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10 ist eine schematische Ansicht einer alternativen Ausnehmung im Kraftstoff-Wasser-Separatorgehäuse, die in der Wärmeraufnahmebohrung mündet.
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11 ist eine schematische Ansicht der Zusammenwirkbeziehung zwischen der Ausnehmung nach 10 und dem Vorsprung nach 4.
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12 ist eine schematische Ansicht der Zusammenwirkbeziehung zwischen der Ausnehmung nach 10 und dem Vorsprung nach 4.
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13 ist eine als Teilschnitt ausgeführte perspektivische Teilansicht eines Kraftstoffvorwärmers, der in einem Kraftstoff-Wasser-Separatorgehäuse gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung installiert ist.
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14 ist eine als Vollschnitt ausgeführte Teil-Seitenansicht der Konstruktion nach 13.
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15 ist eine perspektivische Ansicht des Kraftstoffvorwärmers nach 13.
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16 ist eine Vorderansicht des Kraftstoffvorwärmers nach 15.
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17 ist eine Seitenansicht des Kraftstoffvorwärmers nach 15.
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18 ist eine Unteransicht des Kraftstoffvorwärmers nach 15.
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19 ist eine Vorderansicht des Kraftstoff-Wasser-Separatorgehäuses nach 13.
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20 ist eine als Vollschnitt ausgeführte Teil-Seitenansicht des Kraftstoff-Wasser-Separatorgehäuses nach 19, das eine Kraftstoffvorwärmer-Aufnahmebohrung enthält.
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21 ist eine Teil-Draufsicht des Kraftstoff-Wasser-Separatorgehäuses nach 19.
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22 ist eine vergrößerte Vorderansicht des Kraftstoff-Wasser-Separatorgehäuses nach 19.
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23 ist eine schematische Darstellung des Ineinandergreifens zwischen einem Kraftstoff-Wasser-Separatorgehäusevorsprung und einer Kraftstoffvorwärmerkerbe gemäß der vorliegenden Erfindung.
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24A–24C sind Darstellungen in schematischer Ansicht von verschiedenen Vorsprungskonfigurationen, die sich für die vorliegende Erfindung eignen.
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25A–25H sind Darstellungen in schematischer Ansicht von Kraftstoffvorwärmerkerben, die sich zur Verwendung als Teil der vorliegenden Erfindung eignen.
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Zum besseren Verständnis der Grundzüge der Erfindung wird im Folgenden auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen Bezug genommen, und es wird eine spezielle Ausdruckweise für ihre Beschreibung verwendet. Es versteht sich jedoch, daß der Schutzbereich der Erfindung dadurch nicht eingeschränkt werden soll.
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Auf 1 Bezug nehmend, wird ein Teil eines Filters bzw. Kraftstoff-Wasser-Separators 20 mit einem Kraftstoffvorwärmer 21 dargestellt, der in einer durch die Wand des Seperatorgehäuses 23 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung definierten Wärmerbohrung 22 installiert ist. Die die Bohrung 22 umgebende Nabe bzw. Stirnfläche 24 enthält zwei Befestigungslöcher 25, die zur Aufnahme von (nicht dargestellten) Gewindebefestigungselementen ausgeführt und angeordnet sind, welche mit dem Kraftstoffvorwärmer 21 zum sicheren Festhalten des Kraftstoffvorwärmers 21 in der Bohrung 22 zusammenwirken. Die Befestigungslöcher 25 können ein Innengewinde aufweisen, oder es können selbstschneidende Schrauben als Gewindebefestigungselemente verwendet werden. Der Kraftstoffvorwärmer 21 enthält einen Befestigungsflansch 26, der mit Durchgangsschlitzen 26a zur Aufnahme der Gewindebefestigungselemente konfiguriert ist. Als Alternative dazu kann der Flansch 26 mit Durchgangslöchern ausgeführt und angeordnet werden.
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Nunmehr auf 2 Bezug nehmend, definiert die Stirnfläche 24 und/oder Innenfläche 30 der Bohrung 22 eine Kerbe bzw. Ausnehmung 31 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Ausnehmung 31 mündet in der Bohrung 22 und weist eine Umfangserstreckung von nicht über 90 Grad bezüglich der Wärmeraufnahmebohrung auf und wirkt mit einem länglichen Vorsprung 32 (siehe 3) zusammen, der gemäß der vorliegenden Erfindung als Teil des Kraftstoffvorwärmers 21 ausgeführt und angeordnet ist, um ein Entfernen des Kraftstoffvorwärmers 21 aus der Bohrung 22 des Gehäuses 23 durch eine Eingriffswirkung bzw. ein Zusammenwirken zu erleichtern.
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Der Kraftstoffvorwärmer 21 ist in 3 dargestellt, und der Vorsprung 32 ist in 4 als vergrößertes Detail dargestellt. Der Kraftstoffvorwärmer 21 soll als ein herkömmlicher Kraftstoffvorwärmer betrachtet werden, was seine allgemeine Form, mechanische Konstruktion und seine elektrische Ausführung und elektrischen Eigenschaften anbetrifft. Die einzige Modifikation dieses ansonsten herkömmlichen Kraftstoffvorwärmers 21 ist die Hinzufügung des Vorsprungs 32. Der Vorsprung 32 erstreckt sich in Axialrichtung entlang einer parallel zur Längsachse des Kraftstoffvorwärmers 21 verlaufenden Linie und weist eine Umfangserstreckung von nicht über 90 Grad bezüglich des Kraftstoffvorwärmerkörpers auf. Der Kraftstoffvorwärmer 21 enthält den Befestigungsflansch 26 und eine O-Ring-Dichtung 33, die an einer Stelle entlang der Länge des Kraftstoffvorwärmers 21 (Axiallage) um den Kraftstoffvorwärmer 21 herum angeordnet ist, um eine flüssigkeitsdichte Grenzfläche bzw. Abdichtung zwischen dem Kraftstoffvorwärmer 21 und dem Separatorgehäuse 23 herzustellen.
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Wenn der Kraftstoffvorwärmer 21 ordnungsgemäß in der Wärmerbohrung 22 eingesetzt ist, befindet sich der Flansch 26 an der Außenfläche 37 der Nabe bzw. Stirnfläche 24, und die O-Ring-Dichtung 33 befindet sich in Kontakt mit der zusammenwirkenden Dichtungsfläche in der Bohrung 22. Bei Festziehen der Gewindebefestigungselemente in Position wird der Kraftstoffvorwärmer 21 vollständig eingesetzt, die O-Ring-Dichtung 33 wird in flüssigkeitsdichten Kontakt gepreßt und der Flansch 26 wird dicht gegen die Außenfläche 37 herangezogen. Währenddessen wird der Vorsprung 32 in Kontakt mit einem Rampenabschnitt 38 der Ausnehmung 31 gezogen (siehe 2).
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Im Laufe der Zeit schwillt die O-Ring-Dichtung 33 bei fortwährendem Gebrauch des Kraftstoff-Wasser-Separators 20 an und erzeugt ein Übermaß, das den Kraftstoffvorwärmer 21 in der Wärmerbohrung 22 regelrecht verriegelt oder festkeilt. Infolgedessen trifft jeglicher Versuch, den Kraftstoffvorwärmer 21 aus der Bohrung 22 zu entfernen, auf zusätzliche Schwierigkeiten aufgrund des durch die Anschwellung der O-Ring-Dichtung 33 erzeugten Preßsitzes. Der Kraftstoffvorwärmer 21 ist nämlich bezüglich des Separatorgehäuses 23 in seiner Position verriegelt bzw. festgeklemmt. Zum Entfernen des Kraftstoffvorwärmers 21 aus dem Separatorgehäuse 23 muß dieser verriegelte Zustand aufgebrochen werden. Vorzugsweise würde es möglich sein, den Kraftstoffvorwärmer 21 ohne das Erfordernis von Spezialwerkzeugen von dem Separatorgehäuse 23 freizubrechen. Hier kommt die vorliegende Erfindung zum Einsatz und bietet eine Verbesserung auf dem Gebiet des Entfernen von Kraftstoffvorwärmern.
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Erneut auf 2 Bezug nehmend, ist zu sehen, daß die Ausnehmung 31 in der definierenden Seitenwand der Nabe 24 ausgespart ist. Alternativ kommt aber auch eine nur stirnseitige Aussparung in Betracht. Der erwähnte Rampenabschnitt 38 weist einen ersten Abschnitt 38a mit einer konvexen Krümmung und einen Basisabschnitt 38b, der im wesentlichen flach ist, auf. Der Rampenabschnitt 38 erstreckt sich von der Außenfläche 37 zu seinem am weitesten innen liegenden Teil, bei dem es sich um den Basisabschnitt 38b handelt. In der Praxis kann der gekrümmte Abschnitt 38a konvex sein, wie in den 7, 8 und 9 schematisch dargestellt, oder konkav, wie in den 10, 11 und 12 schematisch dargestellt, oder ggf. gleichmäßig geneigt. Die Konfigurationen nach 2 und den 7–9 entsprechen einander. Unter Bezugnahme auf die 10, 11 und 12 soll eine zweite Option (konkav) für den ersten Abschnitt 38a gezeigt werden. Diese Alternative wird als Ausnehmung 31' und Rampenabschnitt 38' bezeichnet. Die axiale Tiefe der Ausnehmung 31 wird durch den Rampenabschnitt 38 festgelegt. Die radiale Tiefe der Ausnehmung 31 wird durch die Wand 39, festgelegt, und die Ausführung der Ausnehmung 31 wird durch die Wand 40 vervollständigt, die im Wesentlichen flach ist und parallel zur Bohrungsachse der Wärmerbohrung 22 verläuft. Die Gesamtform und -geometrie der Ausnehmung 31 ist in 2 zu sehen, und ihr Zusammenwirken mit dem Vorsprung 32 (als Teil des Kraftstoffvorwärmers 21) wird in den 8 und 9 bzw. 11 und 12 schematisch dargestellt.
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Nunmehr auf die 1, 5 und 6 Bezug nehmend, wird der Vorgang des Installieren des Kraftstoffvorwärmers 21 in die Gehäusebohrung 22 dargestellt. Mit dem Kraftstoff-Wasser-Separatorgehäuse 23 und der Bohrung 22 beginnend, wird der Kraftstoffvorwärmer 21 (siehe 3) gewählt und das Heizende 43 in die Bohrung 22 eingeführt. Der Vorsprung 32 wird auf die Ausnehmung 31 ausgerichtet, und der Intallationvorgang wird mit fortlaufendem Vorrücken des Kraftstoffvorwärmers 21 in das Separatorgehäuse 23 fortgeführt. Wenn der Flansch 26 nahe der Außenfläche 37 vorgerückt wird, ist zu sehen, ob der Vorsprung 32 nahe genug bei der Ausnehmung 31 ist, um in der Ausnehmung 31 aufgenommen zu werden. Um den Kraftstoffvorwärmer 21 vollständig in das Gehäuse 23 einzusetzen, einschließlich einer ordnungsgemäßen Komprimierung der O-Ring-Dichtung 33, muß der Vorsprung 32 gegen die Wand 40 positioniert sein, da dieses die Stelle mit der größten oder maximalen axialen Tiefe der Ausnehmung 31 und wiederum die Positionierung des Vorsprungs 32 darstellt. Wenn der Kraftstoffvorwärmer 21 bezüglich der Bohrung 22 nicht so gedreht wird, daß sich der Vorsprung auf die Stelle mit der größten axialen Tiefe der Ausnehmung 31 ausrichtet, stößt der Vorsprung 32 vermutlich gegen einen anderen Teil des Rampenabschnitt 38, der sich bezüglich der maximalen axialen Tiefe der Ausnehmung 31 axial außerhalb befindet. Mit weiterem Vorrücken des Kraftstoffvorwärmers 21 in das Gehäuse wird jedoch bewirkt, daß der Vorsprung 32 am ersten Abschnitt 38a des Rampenabschnitt 38 abgeleitet bzw. herunterrutscht, wodurch der Kraftstoffvorwärmer 21 beim Darstellungsbeispiel etwas im Uhrzeigersinn gedreht werden kann, um mit der Bewegung des Vorsprungs zusammenzuwirken. Die abgerundete Spitze des Vorsprungs 32 erleichtert die Gleitwirkung des Vorsprungs 32 am Rampenabschnitt 38. Wenn sich der Kraftstoffvorwärmer 21 dreht, um die gewünschte Position des Vorsprungs 32 in der Ausnehmung 31 einzunehmen, wird darüber hinaus verursacht, daß sich Durchgangsschlitze 26a zu den Nabenbefestigungslöchern 25 ausrichten.
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Wenn der Vorsprung 32 an einer Stelle neben der Wand 40 mit der Unterseite am Basisabschnitt 38b des Rampenabschnitts 38 anschlägt, ist der Kraftstoffvorwärmer 21 bezüglich des Separatorgehäuses 23 ordnungsgemäß ausgerichtet. Diese ordnungsgemäße Ausrichtung führt zur korrekten Positionierung des elektrischen Verbinders 44 zur Verbindung der Drähte des Fahrzeugskabelbaums zum Betrieb des Kraftstoffvorwärmers 21. Die ordnungsgemäße Ausrichtung und Positionierung des Kraftstoffvorwärmers 21 bezüglich der Nabe 24 enthält die korrekte Positionierung der beiden Flanschschlitze 26a bezüglich der beiden Befestigungslöcher 25 zur Aufnahme der gewählten Befestigungsmittel, in diesem Fall Befestigungselemente mit Außengewinde.
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Wenn der Kraftstoffvorwärmer 21 aus dem Gehäuse 23 entfernt werden soll, besteht der erste Schritt darin, die beiden (nicht dargestellten) Gewindebefestigungsmittel, die den Flansch 26 an der Außenfläche 37 befestigen, zu entfernen. Obgleich erwartet werden könnte, daß nicht mehr als dies erforderlich ist, verursacht das Anschwellen der O-Ring-Dichtung 33, daß der Kraftstoffvorwärmer 21 in der Wärmerbohrung 22 „feststeckt”. Somit wird es erforderlich, die O-Ring-Dichtung 33 loszubrechen, und es würde eine Verbesserung gegenüber vorbekannten Verfahren darstellen, die Ausbauwerkzeuge verwenden, von denen einige eine spezielle Form aufweisen können, wenn man in der Lage wäre, den Kraftstoffvorwärmer 21 von Hand zu entfernen. Hier kommt die vorliegende Erfindung mit ihrem Vorsprung 32 und ihrer Ausnehmung 31, die zusammenwirken, zum Einsatz. Bei der vorliegenden Erfindung muß zum Lösen bzw. Freibrechen des Kraftstoffvorwärmers 21 auf Grundlage der Ausrichtung des Kraftstoffvorwärmers 21 Letzterer nur – beim Darstellungsbeispiel gem. 1 entgegen dem Uhrzeigersinn – gedreht werden. Das (von Hand) an den Außendurchmesser des Kraftstoffvorwärmers 21 angelegte manuelle Drehmoment verursacht, daß der Vorsprung 32 über die Fläche des ersten Abschnitts 38a des Rampenabschnitts 38 von einer Startposition neben der Wand 40 nach oben zur Außenfläche 37 gleitet. Da die axiale Tiefe des Rampenabschnitts 38 mit weiterer Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn geringer wird, wird das manuelle Drehmoment in eine Axialkraft umgewandelt, die durch den Vorsprung auf den Rampenteil 38 ausgeübt wird. Diese Axialkraft unterstützt das Freibrechen des Kraftstoffvorwärmers 21 und wirkt dahingehend, den Kraftstoffvorwärmer 21 aus der Wärmerbohrung 22 herauszudrücken. Es ergibt sich eine Eingriffswirkung unter Verwendung der Zusammenwirkbeziehung zwischen dem Vorsprung 32 und der Ausnehmung 31, insbesondere des Rampenabschnitts 38, um dabei zu helfen, den Kraftstoffvorwärmer 21 aus jeglichem feststeckenden oder festklemmenden bzw. „eingefrorenen” Zustand aufgrund des Anschwellen der O-Ring-Dichtung 33 zu lösen bzw. freizubrechen. Nach dem Freibrechen des Kraftstoffvorwärmers 21 läßt er sich leicht aus dem Kraftstoff-Wasser-Separatorgehäuse 23 entfernen. Der gesamte Entfernungsvorgang erfolgt von Hand ohne das Erfordernis irgendwelcher Spezial- oder herkömmlicher Werkzeuge.
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Obgleich die dargestellte Ausnehmung 31 eine Umfangsbogenlänge aufweist, die ca. 30 Grad beträgt, kann diese Bogenlänge auch vergrößert werden, wodurch sich eine längere, allmählichere Rampenneigung am Teil 38 ergeben würde. Eine Bogenlänge von 90 Grad für die Ausnehmung 31 würde zu einer Vierteldrehungs-Ausführung zum Freibrechen des Kraftstoffvorwärmers 21 aus jeglichem festsitzenden oder festgekeilten Zustand in der Bohrung 22 aufgrund des Anschwellens der O-Ring-Dichtung 33 führen. Eine Bogenlänge von 180 Grad würde zu einer Halbdrehungs-Ausführung führen. Eine Bogenlänge zwischen 30 Grad und 90 Grad wird wahrscheinlich bevorzugt, aber es funktioniert fast jede Bogenlänge gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Eine andere Ausführungserwägung und -option besteht darin, die axiale Tiefe der Ausnehmung 31 zu ändern. Während die funktionellen und strukturellen Eigenschaften des Kraftstoffvorwärmers 21 berücksichtigt werden müssen, besteht die einzige offensichtliche Wirkung einer tieferen Kerbe in dem Erfordernis, den Vorsprung zu verlängern, so daß, nachdem der Wärmer vollständig in der Wärmerbohrung 22 angeordnet ist, sich der Vorsprung 32 weiter am Rampenteil 38 bewegt. Es versteht sich, daß die Krümmung und/oder Neigung des ersten Abschnitt 38a des Rampenteils 38 eine Funktion der Gesamtbogenlänge der Kerbe sowie der axialen Tiefe der Kerbe bezüglich der Außenfläche 37 ist.
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Eine andere Ausführungsvariation, die bei der vorliegenden Erfindung in Betracht kommt, besteht darin, eine zweite Ausnehmung und einen zweiten Vorsprung hinzuzufügen. Diese zweite Zusammenwirkungskombination von Ausnehmung und Vorsprung wäre von der ersten Zusammenwirkungskombination beabstandet. Vorzugsweise wird ein Abstand von weniger als 180 Grad vorgesehen, so daß der Kraftstoffvorwärmer 21 nicht verkehrt herum, das heißt um 180 Grad von seiner konzipierten Ausrichtung (siehe 1) verdreht, installiert werden kann. Durch einen Abstand von ca. 120 Grad würde das Problem der 180 Grad und jegliche Störung einer Stelle eines der beiden Befestigungslöcher 25 vermieden werden.
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Noch eine weitere Ausführungsvariation, die bei der vorliegenden Erfindung in Betracht kommt, besteht darin, die Kerbe bzw. Ausnehmung und den Vorsprung umzukehren bzw. zu vertauschen. Anstatt den Vorsprung als Teil des Kraftstoffvorwärmers anzuordnen, wird der Vorsprung als Teil des Separatorgehäuses ausgeführt und eine damit zusammenwirkende Ausnehmung im Kraftstoffvorwärmer ausgebildet. Demgemäß sieht die vorliegende Erfindung insbesondere eine Zusammenwirkbeziehung zwischen dem Kraftstoffvorwärmer und dem Separatorgehäuse vor, die eine sich aus dem Drehen des Kraftstoffvorwärmers vorzugsweise entgegen dem Uhrzeigersinn ergebende Eingriffswirkung einsetzt. Demgemäß kann die vorliegende Erfindung im Kontext eines Kraftstoffvorwärmers mit einem ersten Eingriffsglied und einem Separatorgehäuse mit einem zweiten Eingriffsglied beschrieben werden, wobei diese beiden Eingriffsglieder dahingehend zusammenwirken, das Entfernen des Kraftstoffvorwärmers aus dem Separatorgehäuse zu erleichtern. Die umgekehrte Ausführung gegenüber der in den 1–12 beschriebenen, wird im Folgenden in Verbindung mit den 13–23 näher dargestellt.
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Noch eine weitere Ausführungsvariation, die bei der vorliegenden Erfindung in Betracht kommt, betrifft das Ändern der Gesamtgröße und -form des Vorsprungs, sei er Teil des Gehäuses oder Teil des Kraftstoffvorwärmers. Diese umgekehrte Ausführung gegenüber der in den 1–12 beschriebenen, wird im Folgenden in Verbindung mit den 13–23 beschrieben. Obgleich die dargestellte Ausführung eine allgemein rechteckige, massive Form mit einer abgerundeten oder gerundeten Spitze enthält, können auch andere Größen und Formen geeignet sein und sollen von der vorliegenden Erfindung mit umfaßt werden. Einige Vorsprungsvariationen sind in den 24A–24C dargestellt. Es kommen auch Variationen für die zusammenwirkende Ausnehmung in Betracht, wie in den 25A–25H dargestellt.
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Auf die 13 bis 16 Bezug nehmend, wird eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Ähnlich wie das bereits für das Gehäuse 23 und den Kraftstoffvorwärmer 21 Beschriebene, außer der Umkehrung, enthält das Separatorgehäuse 60 einen erhabenen Vorsprung 61, und der Kraftstoffvorwärmer 62 enthält eine ausgesparte Kerbe bzw. Ausnehmung 63. Obgleich hinsichtlich der Position und Geometrie für diese zusammenwirkenden Konstruktionen Besonderheiten zu beschreiben sind, ist die zusammenwirkende Anordnung zwischen dem Gehäuse 60 und dem Kraftstoffvorwärmer 62 allgemein die Umkehrung des für die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf Grundlage der 1–12 Beschriebenen.
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Auf die 15 bis 18 Bezug nehmend, werden Einzelheiten des Kraftstoffvorwärmers 62, einschließlich der Form und Position der Ausnehmung 63, dargestellt. Obgleich der Kraftstoffvorwärmer 62 hinsichtlich eines Teils der Oberflächenformen und Abmessungen etwas anders konfiguriert ist, kann auf diese Weise gezeigt werden, daß die vorliegende Erfindung für verschiedene Kraftstoffvorwärmerausführungen geeignet ist. Ähnlich wie der Kraftstoffvorwärmer 21 enthält der Kraftstoffvorwärmer 62 einen Befestigungsflansch 64, Durchgangsschlitze 64a, ein Heizende 65, eine ringförmige Nut 66 zur Aufnahme einer O-Ring-Dichtung und einen elektrischen Verbinder 67.
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Der als Teil des Kraftstoffvorwärmers 21 vorgesehene Vorsprung 32 ist durch die Ausnehmung 63 für den Kraftstoffvorwärmer 62 ersetzt worden. Die Form der in den 15 bis 18 dargestellten Ausnehmung 63 ist konkaver Gestalt, wobei der tiefste Krümmungspunkt in der Mitte zwischen den einander gegenüber angeordneten Durchgangsschlitzen 64a zentriert ist. Da die spezielle Kontur der gewählten Kerbe die verschiedensten Formen annehmen kann, werden in den 25A–25H ein paar Alternativen dargestellt.
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Auf die 19–22 Bezug nehmend, werden die Einzelheiten des Gehäuses 60, der Wärmerbohrung 70 und des Vorsprungs 61, einschließlich der Form und der Position des Vorsprungs 61 bezüglich der Wärmerbohrung 70 und der Befestigungslöcher 71 dargestellt. Die Vorderansicht von 19 zeigt, daß die beiden Befestigungslöcher 71 um 180 Grad auf gegenüberliegenden Seiten der Wärmerbohrung 70 beabstandet sind. Der Vorsprung 61 ist oben auf der Bohrung ca. 90 Grad von jedem Befestigungsloch zentriert. Die Seitenansicht von 20 und die Draufsicht von 21 zeigt die erhabene Beschaffenheit des Vorsprungs 61 bezüglich der Fläche 72, die die Öffnung der Wärmerbohrung 70 definiert. 22 liefert ein vergrößertes Detail des Vorsprungs 61 bezüglich der Wärmerbohrung 70 und der Befestigungslöcher 71.
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Obgleich ursprünglich vorgesehen wurde, daß die Nockenwirkung zur Erleichterung des Entfernens des Kraftstoffvorwärmers 21 oder 62 durch beide Ausführungsformen erreicht werden konnte, gibt es eine Situation, bei der die zweite Ausführungsform mit der Ausnehmung im Kraftstoffvorwärmer bevorzugt wird. Wenn der Kraftstoffvorwärmer als Anschlussmarktoption vorgesehen ist, muß die Wärmerbohrung verstopft werden, wenn kein Wärmer vorgesehen ist. Das bevorzugte Verfahren des „Verstopfens” der Wärmerbohrung ist die Verwendung eines Stopfens, wie zum Beispiel eines becherförmigen Stopfens, der zur Preßpassung in der Wärmerbohrung ausgeführt und angeordnet ist. Diese Stopfenausführungen dichten jedoch nicht ordnungsgemäß ab, wenn das Gehäuse die Ausnehmung enthält. Hinsichtlich einer ordnungsgemäßen Abdichtung gibt es kein ähnliches Problem, wenn die Ausnehmung durch einen Vorsprung ersetzt wird.
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Auf 23 Bezug nehmend, wird eine schematische Darstellung eines repräsentativen Vorsprungs 61, der in einer repräsentativen Ausnehmung 63 aufgenommen ist, dargestellt. Die Darstellung soll lediglich eine Vorstellung der Grenzfläche zwischen Vorsprung und Ausnehmung vermitteln. Bei der bevorzugten Form dieser besonderen Ausführungsform weist der Vorsprung 61 eine Breitenabmessung und eine erhabene Höhenabmessung über der Fläche 72 zwecks gewünschter Zusammenwirkung mit der Ausnehmung auf. Die Ausnehmung weist eine Breitenabmessung, die deutlicher länger ist als die Vorsprungsbreite, sowie eine Ausnehmungsmittellinie 73 auf. Die Ausnehmungstiefe in den Kraftstoffvorwärmer ist vorzugsweise größer als die Vorsprungshöhe, so daß ein geringer Spielraum vorhanden ist. Die Mitte der Ausnehmung 63 ist abgerundet, und die beiden Seiten weisen jeweils eine Rampenneigung von ca. 45 Grad auf wie dargestellt.
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Auf die 24A–24C Bezug nehmend, werden drei andere geeignete Konfigurationen des Vorsprungs 61 dargestellt und als Vorsprünge 61a, 61b und 61c bezeichnet. Der Vorsprung 61a weist gerade, flache Seiten und eine abgerundete Spitze auf. Der Vorsprung 61b weist abgewinkelte Seiten auf, die an der Spitze, die spitz oder leicht abgerundet sein kann, konvergieren. Der Vorsprung 61c ist eine durchgehende Kurve.
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Nunmehr auf die 25A–25H Bezug nehmend, werden verschiedene Ausnehmungskonfigurationen, die sich zur Verwendung als Teil der vorliegenden Erfindung eignen, dargestellt und als Ausnehmungen 83a–83h definiert. Die Ausnehmungen 83a–83d enthalten verschiedene Anordnungen von geraden, flachen Seiten, von denen einige parallel, einige geneigt und konvergierend sind. Die Ausnehmung 83c enthält abgerundete Ecken. Die Ausnehmungen 83e–83h enthalten verschiedene Anordnungen mit gekrümmten Konturen.
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Weiterhin weist in Übereinstimmung mit der Beschreibung der Ausnehmung 31 und des Vorsprungs 32 die Ausnehmung 63, einschließlich aller der alternativen Konfigurationen der Ausnehmungen, eine Umfangserstreckung von nicht über 90 Grad bezüglich der ringförmigen Außenfläche des Kraftstoffvorwärmers 62 auf. Hinsichtlich des Vorsprungs 61 und der alternativen Vorsprungskonfigurationen weist der Vorsprung 61 eine Umfangserstreckung von nicht über 90 Grad bezüglich der Wärmeraufnahmebohrung 70 auf.
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Die vorschlagsgemäße Anordnung bzw. Kombination sieht insbesondere eine schiefe Ebene vor, so daß ein Verdrehen des Kraftstoffwärmers oder eines sonstigen Einatzteils relativ zu einer Aufnahmebohrung ein axiales Abrücken, insbesondere zum Lösen einer Dichtverbindung oder dgl., bewirkt.