WO2010069945A1

WO2010069945A1 - Filter device for fuel

Info

Publication number: WO2010069945A1
Application number: PCT/EP2009/067155
Authority: WO
Inventors: Günter Jokschas; Elke Dürr
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2008-12-17
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2010-06-24
Anticipated expiration: 2011-06-17
Also published as: DE202008016624U1

Abstract

The invention relates to a filter device for fuel, particularly for an internal combustion engine. The filter device comprises a filter element (10), which comprises a filter medium (11) folded in a zigzag shape and two end disks (12, 13) at the end faces. A coalescer element (14) is arranged at the periphery of the filter element (10) in such a way that the coalescer element is connected on one side to an end disk (13) and extends on the other side to a housing wall (14a) and thus separates a first unfiltered fluid chamber (15) from a second unfiltered fluid chamber (16).

Description

Beschreibung description

Filtereinrichtung für Kraftstoff Technisches GebietFuel filter system Technical field

[0001] Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung für Kraftstoff mit einem Filterelement, das aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium besteht und stirnseitige Endscheiben aufweist.The invention relates to a filter device for fuel with a filter element, which consists of a zigzag folded filter medium and having end-side end plates.

Stand der TechnikState of the art

[0002] Aus der DE 10 2006 034 077 A1 ist ein Flüssigkeitsfilter mit einem Filterelement, welches in einem Filtergehäuse angeordnet ist, bekannt.From DE 10 2006 034 077 A1 a liquid filter with a filter element, which is arranged in a filter housing, known.

[0003] Es ist ferner aus der US 6,881 ,328 B2 ein Filter für Kraftstoff bekannt, bei dem in einem Gehäuse ein Filterelement angeordnet ist. Unterhalb des Filterelementes befindet sich ein Wassersammeiraum. Das von dem Kraftstoff abgeschiedene Wasser wird aus diesem Sammelraum mit einem Absaugrohr entnommen. Sofern der zu filtrierende Kraftstoff Wasserbestandteile aufweist, werden diese Wasserbestandteile im Rahmen der Partikelfiltration aufgrund des Durchströmens des Kraftstoffes durch ein Filtermedium dadurch abgeschieden, dass das verteilte Wasser zu mehr oder weniger großen Tröpfchen koaliert und sich diese aufgrund der Schwerkraft absetzen. Dieser Prozess ist jedoch bei einem reinen Filtermedium unbefriedigend und führt nicht zu einer optimalen Kraftstoff-/ Wassertrennung. [0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtereinrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass eine optimale Wasserab- scheidung möglich ist.It is also known from US 6,881, 328 B2 a filter for fuel, in which a filter element is arranged in a housing. Below the filter element is a Wasserammeiraum. The separated from the fuel water is removed from this plenum with a suction tube. If the fuel to be filtered has water constituents, these water constituents are separated in the course of the particle filtration due to the passage of the fuel through a filter medium in that the distributed water coalesces into more or less large droplets and these settle due to gravity. However, this process is unsatisfactory with a pure filter medium and does not result in optimal fuel / water separation. [0004] The invention is based on the object of configuring a filter device of the type mentioned at the beginning in such a way that optimum water separation is possible.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass am Umfang des Filterelementes ein Coalescerelement derart angeordnet ist, dass es einerseits mit einer Endscheibe verbunden ist und andererseits sich zu einer Gehäusewandung erstreckt und damit einen ersten Rohflüssigkeits- raum von einem zweiten Rohflüssigkeitsraum trennt.This object is achieved according to the invention in that a coalescing element is arranged on the circumference of the filter element in such a way that it is connected on the one hand to an end plate and on the other hand extends to a housing wall, thus separating a first raw fluid space from a second raw fluid space.

[0006] Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass damit unmittelbar am Filterelement - und gleichzeitig unter optimalen Platzausnutzungsgesichtspunkten - ein Coalescersystem geschaffen wird, das bereits vor dem Eintritt des Kraftstoffes in das Filtermedium zu einer Was- serabscheidung führt.The essential advantage of the invention is that a coalescing system is thus created directly on the filter element-and at the same time under optimum utilization of space utilization-which leads to a water separation even before the fuel enters the filter medium.

[0007] Der Vorteil der Erfindung ist auch darin zu sehen, dass keine zusätzlichen Coalescersysteme notwendig sind, die zusätzlichen Platz beanspruchen würden. Durch die konzentrische Anordnung des gesamten Systems bestehen die beiden Rohflüssigkeitsräume aus Ringkammern, die durch das Gehäuse der Filtereinrichtung und das Filterelement selbst begrenzt werden. [0008] In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, einen Wassersam- melraum innerhalb des Gehäuses anzuordnen, der am geodätisch unteren Ende des Filterelementes angeordnet ist.The advantage of the invention is also to be seen in the fact that no additional Coalescersysteme are necessary, which would claim additional space. Due to the concentric arrangement of the entire system, the two raw liquid spaces consist of annular chambers, which are bounded by the housing of the filter device and the filter element itself. [0008] In one embodiment of the invention, it is provided to arrange a water-collecting chamber within the housing, which is arranged at the geodetically lower end of the filter element.

[0009] Das Filterelement ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung über Trägerstrukturen gelagert, die innerhalb des Gehäuses für eine stabile Verbindung des Filterelementes mit dem Gehäuse selbst sorgen. Innerhalb der Trägerstrukturen ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein konzentrischer Raum vorgesehen, in welchem sich der gereinigte Kraftstoff sammelt und von dort aus über eine Leitung beispielsweise einer Brennkraftmaschine zugeführt wird.The filter element is mounted according to an embodiment of the invention via support structures which provide within the housing for a stable connection of the filter element with the housing itself. Within the support structures, a concentric space is provided in a further embodiment of the invention, in which the purified fuel collects and is supplied from there via a line, for example, an internal combustion engine.

[0010] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Gehäusewand mit einem Deckel verschlossen. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, dass die Gehäusewand vollständig das Filtersystem umgibt. Der Vorteil bei der Verwendung eines Deckels liegt darin, dass die Montage des gesamten System erheblich erleichtert wird. An diesem Deckel ist eine Leitung zum Zuführen des zu reinigenden Kraftstoffes vorgesehen.In a further embodiment of the invention, the housing wall is closed with a lid. Of course, there is also the possibility that the housing wall completely surrounds the filter system. The advantage of using a lid is that the installation of the entire system is greatly facilitated. On this cover, a line for supplying the fuel to be cleaned is provided.

[0011] Zur Entnahme des im Wassersammeiraum befindlichen Wassers wird in einer Ausgestaltung der Erfindung ein Tauchrohr vom Deckel aus bis in den Wassersammeiraum hinein angeordnet. Dieses Tauchrohr ist mit einem Anschluss versehen, um das Wasser abzuführen. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, anstelle eines Tauchrohrs am Wassersam- melraum einen Auslass in Form eines Ventils vorzusehen, mit dem Flüssigkeit abgeführt werden kann.For removal of the water located in the water collection chamber, an immersion tube is arranged from the cover into the Wasserammeiraum inside in one embodiment of the invention. This dip tube is provided with a connection to dissipate the water. Of course it is also possible, instead of a dip tube at the Wassersam- melraum to provide an outlet in the form of a valve, can be removed with the liquid.

[0012] Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung liegt in der Anordnung einer Heizung, die zweckmäßigerweise in Form einer Heizfolie an der Gehäuseinnenwand angeordnet ist. Diese Heizung dient zum Temperieren des Kraftstoffes bei einer Kaltstartphase.A further embodiment of the invention lies in the arrangement of a heater, which is advantageously arranged in the form of a heating foil on the housing inner wall. This heater is used to temper the fuel during a cold start phase.

[0013] Diese und weitere Merkmale gehen nicht nur aus den Ansprüchen, sondern auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.These and other features are apparent not only from the claims, but also from the description and the drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

[0014] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to embodiments. It shows:

Figur 1 die dreidimensionale Teilschnittdarstellung eines Kraftstofffilters undFigure 1 shows the three-dimensional partial sectional view of a fuel filter and

Figur 2 eine Variante eines Kraftstofffilters, ebenfalls in einer dreidimensionalen Darstellung.Figure 2 shows a variant of a fuel filter, also in a three-dimensional representation.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

[0015] Figur 1 zeigt in einer dreidimensionalen Teilschnittdarstellung einen Kraftstofffilter, der im Wesentlichen eine zylindrische Form aufweist, mit einem Gehäuse, das aus einer Gehäusewand 14a besteht und welches im oberen Bereich mit einem Deckel 22 abgedichtet ist. Der Deckel ist mit der Gehäusewand 14a über eine Bördelverbindung verbunden. Zum Zuführen des zu reinigenden Kraftstoffes ist am Deckel eine Leitung 21 vorgesehen. Zum Abführen des gereinigten Kraftstoffes ist am Deckel eine Leitung 21 vorgesehen, ferner weist der Deckel einen Anschluss 25 auf, welcher mit einem Tauchrohr 24 verbunden ist, um aus einem Wassersammeiraum 17 Wasser abzuführen. Die Gehäusewand 14a ist im unteren Bereich topf- förmig ausgestaltet und geschlossen. An der Innenseite der Gehäusewand 14a befindet sich eine Heizbahn 26, die auf einer Trägerfolie liegt. Ein Anschluss für die Heizbahn ist am Deckel 22 im Anschlussstutzen 30 enthalten. Innerhalb des Gehäuses befindet sich eine erste Trägerstruktur 18. Diese stützt sich an einer Federscheibe 31 am Gehäuse ab. Eine weitere Trägerstruktur 19 befindet sich im oberen Bereich des gesamten Systems, welche sich am Deckel 22 abstützt. Zwischen beiden Trägerstrukturen ist ein Filterelement 10 angeordnet, welches aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium besteht, das beispielsweise aus einem Zellulosematerial besteht, das - zur Verbesserung des Abscheidegrades - auf seiner Oberfläche eine Feinstfaserauflage aufweist. Das zickzackförmig gefaltete Filterelement stützt sich an einem Mittelrohr 32 ab und ist an den Stirnseiten mit Endscheiben 12, 13 versehen. Die Endscheibe 13 erstreckt sich über den Durchmesser des Filterelementes 10 nach außen und bildet damit einen Träger für ein Coalescerelement 14, das konzentrisch um das Filterelement herum angeordnet ist und sich über nahezu die gesamte Länge des Filterelementes erstreckt. Das Coalescerelement 14 besteht aus einem Coalescerpapier bzw. aus einem Material, das die Eigenschaften aufweist, in Kraftstoff enthaltendes Was- ser zu koalieren, d.h. größere Wassertropfen zu bilden, die aufgrund der Schwerkraft nach unten absinken. Das Coalescerelement 14 liegt an einem Coalescer-Stützkörper auf, der beispielsweise aus einem gelochten Kunststoffmantel besteht. In dem der Endscheibe 13 gegenüberliegenden Bereich ist das Coalescerelement 14 mit einem Stützring 34 versehen. Dieser Stützring weist eine Aufnahmenut für einen O-Ring 35 auf. Der O- Ring liegt dichtend an der Gehäusewand 14a an und verschließt damit den äußeren Ringraum bzw. den ersten Rohflüssigkeitsraum 15 gegenüber dem Wassersammeiraum 17, während der zweite Rohflüssigkeitsraum 16 nach unten hin offen ist. Die Wassertropfen, die sich beim Durchströmen durch das Coalescerelement 14 gebildet haben, können nach unten in den Wassersammeiraum 17 absinken. Wie bereits erwähnt, steht der Wassersammeiraum 17 über das Tauchrohr 24 mit dem Anschluss 25 in Verbindung. Das Tauchrohr 24 ist über einen O-Ring 36 mit der Trägerstruktur 18 verbunden bzw. dichtet hiermit den Wassersammeiraum gegenüber dem Reinflüssigkeitsraum 20 ab. Zur Filtrierung und Reinigung strömt der ungereinigte Kraftstoff über die Leitung 23 in die Filtereinrichtung und in den ersten Rohflüssigkeitsraum 15. Von dort strömt der Kraftstoff durch das Coalescerelement 14 hindurch und weiter durch das Filtermedium 11 zu dem Reinflüssigkeitsraum 20 und wird über die Leitung 21 aus dem Reinflüssigkeitsraum 20 gereinigt abgeführt. [0018] Die Wasseranteile des Kraftstoffes sammeln sich im Wassersammeiraum, der nicht durch die Federscheibe 31 aufgeteilt ist, da die Federscheibe lediglich punktuell an der Gehäusewand 14a anliegt und damit ein Durchströmen des Wassers bis zu dem Boden des Filtersystems ermöglicht.Figure 1 shows in a three-dimensional partial sectional view of a fuel filter which has a substantially cylindrical shape, with a housing which consists of a housing wall 14a and which is sealed in the upper region with a cover 22. The lid is connected to the housing wall 14a via a flared connection. For supplying the fuel to be cleaned, a line 21 is provided on the lid. For discharging the cleaned fuel is on the cover a line 21st provided, furthermore, the lid has a connection 25 which is connected to a dip tube 24 to remove water from a Wasserammeiraum 17. The housing wall 14a is pot-shaped in the lower area and closed. On the inside of the housing wall 14a is a heating track 26 which lies on a carrier foil. A connection for the heating track is included on the cover 22 in the connecting piece 30. Within the housing there is a first support structure 18. This is supported on a spring washer 31 on the housing. Another support structure 19 is located in the upper region of the entire system, which is supported on the cover 22. Between the two support structures, a filter element 10 is arranged, which consists of a zigzag folded filter medium, which consists for example of a cellulose material which - to improve the degree of separation - has on its surface a Feinstfaserauflage. The zigzag folded filter element is supported on a central tube 32 and is provided on the end faces with end plates 12, 13. The end plate 13 extends beyond the diameter of the filter element 10 to the outside and thus forms a support for a Coalescerelement 14 which is arranged concentrically around the filter element and extends over almost the entire length of the filter element. The coalescing element 14 consists of a coalescing paper or of a material which has the properties of what is contained in fuel. to coalesce, ie to form larger drops of water that fall down due to gravity. The coalescer element 14 rests against a coalescer support body, which consists for example of a perforated plastic sheath. In the region opposite the end disk 13, the coalescing element 14 is provided with a support ring 34. This support ring has a receiving groove for an O-ring 35. The O-ring is sealingly against the housing wall 14a and thus closes the outer annular space or the first raw liquid space 15 with respect to the Wasserammeiraum 17, while the second raw liquid space 16 is open at the bottom. The drops of water which have formed as they flow through the coalescing element 14 can sink down into the water collecting space 17. As already mentioned, the water collection chamber 17 communicates with the connection 25 via the dip tube 24. The dip tube 24 is connected via an O-ring 36 with the support structure 18 and hereby seals the Wasserammeiraum against the clean fluid chamber 20 from. For filtration and purification, the unpurified fuel flows via the line 23 into the filter device and into the first raw liquid space 15. From there, the fuel flows through the coalescing element 14 and continues through the filter medium 11 to the clean liquid space 20 and is removed via the line 21 from the Clean fluid chamber 20 cleaned removed. The water components of the fuel accumulate in the water collecting space, which is not divided by the spring washer 31, since the spring washer abuts only selectively on the housing wall 14a, thus allowing a flow of water through to the bottom of the filter system.

[0019] Figur 2 zeigt eine Variante eines Kraftstofffilters. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Coalescerelement weist zur Abdichtung gegenüber der Gehäusewand 14a keine O-Ring-Dichtung auf, sondern liegt durch eine Lippendichtung 40 an der Innenwand an. Diese Lippendichtung wird durch einen Stützring 41 , der aus Kunststoff besteht, gebildet. Zur Vereinfachung der Darstellung ist das Tauchrohr in dieser Variante nicht gezeigt. Die Durchströmung des Kraftstoffes durch den Kraftstofffilter entspricht der Durchströmung, die in Figur 1 näher erläutert ist. FIG. 2 shows a variant of a fuel filter. Identical parts are provided with the same reference numerals. The coalescer element does not have an O-ring seal for sealing against the housing wall 14a, but rests against the inner wall through a lip seal 40. This lip seal is formed by a support ring 41 which consists of plastic. To simplify the illustration, the dip tube is not shown in this variant. The flow through the fuel through the fuel filter corresponds to the flow, which is explained in more detail in Figure 1.

Claims

claims

1. Filter device for fuel, in particular for an internal combustion engine, with a filter element (10), which consists of a zigzag folded filter medium (11) and two end-side end plates (12, 13), characterized in that on the circumference of the filter element (10) a Coalescerelement (14) is arranged such that it is on the one hand connected to an end plate (13) and on the other hand extends to a housing wall (14a) and thus a first raw liquid space (15) of a second raw liquid space (16) separates.

2. Filter device according to claim 1, characterized in that the second raw liquid space (16) with a at the geodetically lower end of the filter element (10) arranged Wasserammeiraum (17) is in communication.

3. Filter device according to claim 1 or 2, characterized in that the filter element with its end plates (12, 13) sealingly against a first and second support structure (18, 19) or is connected thereto.

4. Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that within the support structure, a concentric space (20) for receiving the through the filter element (10) purified fuel is provided, said space with a conduit (21) for discharging the purified fuel communicates.

5. Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that the housing wall (14a) has a cover (22) on wel- Chem a line (23) is provided for supplying the fuel to be cleaned.

6. Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that in the concentric space a dip tube (24) is provided, which extends over the entire length of the filter element (10) and on the one hand in the water collection chamber (17) and on the other hand extending the lid (22) outwardly to a port (25).

7. Filter device according to one of the preceding claims, characterized in that in the interior, which is formed by the housing wall (14 a) and the cover (22), a heater, in particular in the form of a heating track (26) is provided, for example, to the inside of the housing wall (14a) is located, wherein the heating track is arranged on a carrier foil.