DE3885639T2

DE3885639T2 - Brennstoffilteraufbau mit einem Heizgerät.

Info

Publication number: DE3885639T2
Application number: DE88302884T
Authority: DE
Inventors: Darwin L Brooks; John F Church; Peter Popoff; Walter H Stone; Ken N Wynne
Original assignee: Parker Hannifin Corp
Current assignee: Parker Hannifin Corp
Priority date: 1987-03-30
Filing date: 1988-03-30
Publication date: 1994-03-10
Anticipated expiration: 2008-03-31
Also published as: EP0285416A1; DE3885639D1; BR8801423A; EP0285416B1; CA1312018C

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoff-Filter, das zum Filtern und Erhitzen von Dieselkraftstoff verwendet wird, wobei das Filter in sich Heizmittel umfaßt, um die Temperatur des Kraftstoffs zu erhöhen, damit verhindert wird, daß sich Rückstände bilden und es daraufhin zu einer Verstopfung des Kraftstoffsystems kommt.
Die Verwendung von Heizeinrichtungen bei Dieselkraftstoff-Filtern ist in dem Fachgebiet aufgrund der erzielten erfolgreichen Resultate und der Tatsache akzeptiert worden, daß viel breitere Temperaturbereiche untergebracht werden können, die vorher Probleme bezüglich des Verstopfens und des Verschlusses der Filter mit sich gebracht haben. Während zuanfangs die Heizgeräte an bereits existierende Filtereinrichtungen angepaßt wurden, ist es jetzt üblich geworden, das Heizgerät als ein integrales Teil der Filteranordnung einzuarbeiten und eine wirksame Wärmeübertragung mit dem Kraftstoff zu erreichen, der zu dem Filterelement geleitet wird.
Es sind vor allem Heizelemente bei der eindrehbaren Art an Kraftstoff-Filtern verwendet worden, wobei es erwünscht ist, nicht nur ein effizientes Wärmeübertragungsverhältnis zu erhalten, sondern auch eine effiziente Gehäusestruktur vorzusehen, die sicher in einen Motorraum eingebaut werden kann und dennoch einen relativ freien Zugang zum Zwecke des Auswechselns, Wartens der Filter und dergleichen vorsieht. Bei diesen Einrichtungen ist der Zurückhaltung einer Menge an Kraftstoff in dem Filterkopf und/oder dem Heizelement eine besondere Aufmerksamkeit gewidmet worden, so daß es bei einem Austausch des Filterelements zu keinem übermäßigen Verschütten des Kraftstoffs kommt. Eine alternative Methode liegt darin, Mittel zum effizienten Entleeren des Filtergehäuses oder der Patrone vor der Entfernung des eindrehbaren Elements vorzusehen, damit das Kraftstoffverschüttproblem vermieden oder minimiert wird.
Eine Einrichtung dieser Art ist in der Patentschrift US-A-4 387 691 gezeigt, in der eine spezielle Form einer Heizstruktur in dem Filterkopf einer Filteranordnung verwendet wird, die eine eindrehbare Art von Filterelement umfaßt. Bei dieser Offenbarung wird vor allem auf die Route der Fluide durch die Heizstruktur und das Filtermedium geachtet, damit ein effizientes und vorteilhaftes Wärmeübertragungsverhältnis erreicht wird.
Eine ähnliche Anordnung eines Dieselkraftstoffheizelements ist in der Patentschrift US-A-4 406 785 gezeigt, in der sich eine Vielzahl von PCT-Kraftstoffheizelementen auf einer leitenden Platte befindet und in dem Filterkopf einer Kraftstoff-Filteranordnung angeordnet ist, um das Wärmeübertragungsverhältnis zu erreichen. Bei dieser Form von Vorrichtung ist eine weitläufige Wegstrecke für den Fluidstrom durch das Heizelement vorgesehen, der etwa 360º Winkellänge beträgt, und die Heizeinrichtung ist direkt in dem Kraftstoffweg wirksam.
Eine andere Form einer Einrichtung nach dem Stand der Technik ist in der Patentschrift US-A-4 596 224 veranschaulicht, bei der ein separates, isolierendes Gehäuse für das Kraftstoffheizelement vorgesehen ist, wobei sich das Gehäuse zwischen dem Filterkopf und dem eindrehbaren Element befindet, und in dem wiederum eine weitläufige Wegstrecke für den Fluidstrom vorgesehen ist.
Eine jüngere Offenbarung wird in der Patentschrift US-A-4 608 161 gegeben, in der eine Kraftstoffheizgerätstruktur in dem Filterkopf der Filteranordnung angeordnet ist. Bei dieser Offenbarung ist eine spezielle Struktur zwischen dem Filterkopf und dem eindrehbaren Filterelement vorgesehen, um Kraftstoff zu verdrängen, der möglicherweise an dieser Stelle eingeschlossen worden ist, und die ein merkliches Verschütten von Kraftstoff bei einem Elementaustausch verhindert. Eine Entlüftungsöffnung ist in dem Filterkopf vorgesehen. Der Oberbegriff des Anspruchs entspricht der US-A-4 608 161.
In der Patentschrift EP-A-166160 ist ein Filter offenbart, das eine geschlossene Kammer an seinem Kopf aufweist, und ein Ablaßrohr aufweist, das von einer Bimetallscheibe derart geschlossen wird, daß kein Kraftstoff aus dem Ablaßrohr fließen kann, wenn der Kraftstoff kalt ist, und daß der sich ergebende Kraftstoffdruck ein Sperrventil öffnet, um zu ermöglichen, daß Kraftstoff in ein Filtergehäuse fließen kann, um den in dem Filtermedium fließenden Kraftstoff zu erwärmen und dessen Strömen zu unterstützen.
Gemäß der Erfindung ist eine Kraftstoff-Filteranorndung vorgesehen, die zum Filtern und Erhitzen von Dieselkraftstoff und dergleichen verwendet werden kann, mit
einer Filterkopfanordnung, die die Filteranordnung trägt und mit einem Kraftstoffsystem eines Motors verbunden ist, wobei der Filterkopf auf sich eine ringförmige Befestigungsfläche aufweist, um abdichtend ein eindrehbares zylinderförmiges Element aufzunehmen,
Einlaß- und Auslaßöffnungen in dem Filterkopf, die jeweils mit Einlaß- und Auslaßkammern in dem Filterkopf in Fluidverbindung stehen,
einem ringförmigen Kraftstoffheizelement in der Einlaßkammer, das dahingehend wirkt, den Kraftstoff zu erwärmen, bevor er zu dem eindrehbaren Element strömt,
einem Filterelement in dem eindrehbaren Element, um Schmutzstoffe in dem Dieselkraftstoff auszusondern, und um einen Strömungsweg für den Dieselkraftstoff zwischen einer äußeren umfangsseitigen Kraftstoffkammer und einer zentralen Kraftstoffkammer zu errichten, wobei die umfangsseitige Kraftstoffkammer in direkter Fluidverbindung mit der Einlaßkammer in dem Filterkopf steht und die zentrale Kraftstoffkammer in direkter Verbindung mit der Auslaßkammer in dem Filterkopf steht, Mitteln, die den Filterkopf und das eindrehbare Element lösbar miteinander verbinden, und
einer Entlüftungsöffnung in dem Filterkopf, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoff-Filteranordnung auf der Druckseite einer Kraftstoffzufuhrpumpe vorgesehen ist, daß das eindrehbare Element eine ringförmige Befestigungsfläche aufweist, um eine Sammelschale abdichtend aufnehmen zu können,
daß die Entlüftungsöffnung in dem Filterkopf außen mit einem Kraftstofftank des Kraftstoffsystems des Motors verbunden ist, und
daß die Kraftstoff-Filteranordnung desweiteren umfaßt: Mittel, die das eindrehbare Element und die Sammelschale lösbar miteinander verbinden, und
Rückflußsperrventilmittel in dem Filterkopf, die mit der Einlaßkammer in Fluidverbindung stehen und dahingehend wirken, eingeschlossene Luft herauszulassen und Kraftstoff durch die Entlüftungsöffnung zu dem Kraftstofftank des Kraftstoffsystems des Motors zurückzuleiten, um Luft und Kraftstoff aus der Einlaßkammer abzuleiten, nachdem das eindrehbare zylinderförmige Element ausgewechselt worden ist.
Somit kann die Erfindung ein Heizelement vorsehen, das in dem Filterkopf einer Filteranordnung angeordnet ist, wobei die Filteranordnung ein zusammengesetztes eindrehbares Element mit einem Gehäuse für eine Filterelementbaugruppe zusammen mit einer entfernbaren, mit einem Gewinde versehenen Sammelschale umfaßt. Dadurch kann ein geeigneter und sicherer Mechanismus zur Einstellung des Elementaustauschs vorgesehen werden, und auch eine effiziente Wärmeübertragungsbeziehung zwischen dem Kraftstoffheizelement und dem Dieselkraftstoff vorgesehen werden, der durch die Filtervorrichtung fließt.
Die eindrehbare Dieselkraftstoff-Filterstruktur kann eine Anzahl von Merkmalen in einer Druckgußkopfstruktur für die Anordung vereinigen. Diese umfassen unter anderem das Heizelement und vor allem das Rückflußsperrventil, das in Fluidverbindung mit der Einlaßkammer in dem Filterkopf steht, um eingeschlossene Luft herauszulassen, und um Kraftstoff zu dem Kraftstoffsystem des Motors zurückzuleiten. Die Druckgußkopfanordnung kann nicht nur Einlaß- und Auslaßöffnungen zur Verbindung mit dem Kraftstoffsystem des Fahrzeugs, sondern auch zusätzliche Öffnungen für die Vorsehnung eines Lüftungs-/Kalibrierventils und eines Vakuumschalters umfassen, die beide in Fluidverbindung mit einer Auslaßklammer in dem Filterkopf stehen.
Die gesamte Filteranordnung kann von dem Filterkopf gehalten werden, der an jeder geeigneten Stelle in dem Motorraum angebracht sein kann. Eine Zwischenverbindung mit dem eindrehbaren Austauschelement kann mit Hilfe eines Gewinderohrs in dem Filterkopf hergestellt werden, das nicht nur eine Montagevorrichtung vorsieht, sondern auch ein Mittel zum Befestigen des Kraftstoffheizelements in dem Filterkopf und zur Herstellung einer elektrischen Verbindung damit vorsieht.
Das Kraftstoffheizelement kann eine ringförmige Dosenstruktur mit einer zentralen Befestigungsöffnung zur Aufnahme des Gewinderohrs mit einem oberen isolierenden Gehäuse und einer unteren leitenden Platte sein, die in elektrischer Verbindung mit dem Gewinderohr steht. Eine Durchführungsanordnung für elektrischen Kontakt und mit einem Thermostat kann Energie an ein Paar von Heizelementen des PTC-Typs liefern, die sich auf der leitenden Platte befinden. Ein weitläufiger Kraftstoffweg kann so eingerichtet werden, daß ein geeignetes Wärmeübertragungsverhältnis mit den Heizelementen erreicht wird.
Das eindrehbare Element kann die herausnehmbare Schmutzstoffsammelschale umfassen, die über ein Gewinde an einem Zwischenelement angebracht wird, das in dem eindrehbaren Elementgehäuse befestigt ist. Das Gehäuse kann wiederum von einer starren Kopfplatte ausgehend von dem Gewinderohr gehalten werden und darin die Filterelementbaugruppe enthalten, die ein ringförmiges Filtermedium umfaßt, das in oberen und unteren Endverschlußstücken enthalten ist und ein zentrales, perforiertes, gestützes Rohr umgibt. Eine Filterablaßanordnung und eine Wassersensorsonde können in der Sammelschale zum Entfernen des Wassers und anderer Schmutzstoffe oder zum Entfernen des Fluids in Vorbereitung des Austauschs des eindrehbaren Elements enthalten sein.
Die Erfindung ist schematisch beispielshalber in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht eines Kraftstoff-Filters gemäß der Erfindung in einem typischen Kraftstoffzufuhr- und rücklaufsystem für einen Dieselmotor und dergleichen,
Figur 2 eine Draufsicht auf ein Kraftstoff-Filter gemäß der Erfindung,
Figur 3 eine Vorderansicht eines Kraftstoff-Filters gemäß der Erfindung,
Figur 4 eine Schnittansicht eines Kraftstoff-Filters gemäß der Erindung,
Figur 5 eine Schnittansicht eines Filterkopfabschnitts eines Kraftstoff-Filters gemäß der Erfindung,
Figur 6 eine Unteransicht des Filterkopfabschnitts nach Figur 5, und
Figur 7 eine Schnittansicht eines Rückflußsperrventils, das in einem Kraftstoff-Filter gemäß der Erfindung verwendet wird.
Eine Kraftstoff-Filteranordnung 10 zum Filtern und Erhitzen des Kraftstoffs für Dieselmotoren und dergleichen umfaßt einen Filterkopf 12, ein eindrehbares Element 13 und eine Sammnelschale 15. Der Filterkopf 12 ist an einem Motor oder an einer anderen geeigneten Struktur durch einen Flansch 16 befestigt und trägt die gesamte Kraftstoff-Filteranordnung 10. Vorzugsweise ist der Filterkopf 12 ein Druckgußkopf und umfaßt in sich eine Einlaßöffnung 18, eine Auslaßöffnung 19 und jeweils damit verbunden eine Einlaßkammer 21 bzw. eine Auslaßkammer 22. Der Filterkopf 12 ist eine im allgemeinen kreisrunde Struktur mit einer flachen, ringförmigen Befestigungsfläche 24 an dem unteren Abschnitt davon, um abdichtend mit dem eindrehbaren Element 13 in Eingriff gebracht zu werden, und außerdem umfaßt er einen ringförmigen Hohlraum 25, der einen Teil der Einlaßkammer 21 bildet und einen kreisrunden Abschnitt der Auslaßkammer 22 umgibt. Eine Heizanordnung 26 wird in dem Hohlraum 25 der Einlaßkammer 21 aufgenommen und von einem Gewinderohr 28 an der Verwendungsstelle befestigt, wobei die Bohrung davon mit der Auslaßkammer 22 in Verbindung steht. Der Filterkopf 12 umfaßt desweiteren eine Lüftungsöffnung 29 und eine Vakuumschalteröffnung 30, die beide in Fluidverbindung mit der Auslaßkammer 22 stehen, und eine Rückflußsperrventilöffnung 31, die in Fluidverbindung mit der Einlaßkammer 21 steht. Außerdem umfaßt der Filterkopf 12 eine Heizelementöffnung 32, in der ein Durchführungsanschlußteil 34 und ein Thermostat 35 zur Lieferung von elektrischer Energie an die Heizelementanordnung 26 untergebracht sind.
Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ist das Kraftstoffzufuhrsystem für einen typischen Dieselmotor in schematischer Form dargestellt und umfaßt einen Kraftstofftank 40, eine Kraftstoffpumpe 41, die Kraftstoff-Filteranordnung 10, eine Einspritzpumpe 42 und eine Vielzahl von Einspritzelementen 44. Typische Kraftstoffleitungen sind mit den verschiedenen Komponenten des Systems verbunden, wobei z.B. eine Kraftstoffleitung 45 mit der Einlaßöffnung 18 der Filteranordnung 10 verbunden ist und wobei verschiedene Ablaßleitungen 46 einen Kraftstoffrückleitweg von jedem der Einspritzelemente 44 zu dem Kraftstoffweg 40 vorsehen. Eine Ablaßleitung 47 ist auch so dargestellt, daß sie Kraftstoff von der Einspritzpumpe 42 zu dem Kraftstofftank 40 als ein Teil des Kraftstoffsystems zurückleitet. Druckleitungen, die in der Figur 1 nicht dargestellt sind, aber als einen Teil des Kraftstoffsystems umfassend zu verstehen sind, sind zwischen der Einspritzpumpe 42 und jedem der Einspritzelemente 44 vorgesehen, die dem Dieselmotor Kraftstoff zuführen. Eine weitere Ablaßleitung 48 ist so dargestellt, daß sie zwischen der Kraftstoff-Filteranordnung 10 und dem Kraftstofftank 40 mittels Ablaßleitungen wie z.B. 46 angeschlossen ist, wobei dies die Leitung ist, die ausgehend von einem Rückflußsperrventil 50 angeschlossen ist, das mit der Rückflußsperrventilöffnung 31 verbunden ist. Dagegen ist die Öffnung 31 mit der Einlaßkammer 21 des Filterkopfs 12 zum Ablassen von Luft und Kraftstoff ausgehend von der Kraftstoff-Filteranordnung 10 verbunden, wobei die Luft von dem Dieselkraftstoff mitgerissen wird oder darin beim Auswechseln des eindrehbaren Elements 13 eingeschlossen worden ist.
Unter Bezugnahme vor allem auf die Querschnittsansicht von Figur 4 kann man sehen, daß das eindrehbare Element 13 ein zylinderförmiges Gehäuse 52 umfaßt, in dem ein Filterelement 54 zum Aus sondern von Schmutzstoffen und teilchenförmigen Stoffen in dem Kraftstoff untergebracht ist, der durch die Filteranordnung wandert. Das Filterelement 54 umfaßt ein Filtermedium 55, das einen Kreisring oder eine Schleife aus einem plissierten Papierelement, das auf dem Fachgebiet weithin bekannt ist, oder irgendeine andere Form eines Filtermediums ist, das sich zum Aussondern von Schmutzstoffen eignet. Das Filtermedium 55 ist zwischen einem oberen Endverschlußstück 56 und einem unteren Endverschlußstück 57 untergebracht, von denen jedes im allgemeinen kreisförmige Metallplatten zum Abstützen der Filterstruktur umfaßt. Beide Endverschlußstücke 56, 57 umfassen kreisförmige Verstärkungsrippen an ihrem Außenumfang, die sich im Innern des Filtermediums 55 erstrecken, um die Struktur noch weiter festzuhalten. Ein perforiertes zentrales Stützrohr 58 ist im Zentrum der Struktur in der Mitte des Filtermediums 55 untergebracht, und alle Elemente sind mit Hilfe einer Vergießmasse enganliegend an den Innenflächen 59 der oberen und unteren Endverschlußstücke 56, 57 miteinander befestigt. Deshalb ist es offensichtlich, daß das Filtermedium 55 das Gehäuse 52 des eindrehbaren Elements in eine äußere umfangsseitige Kraftstoffkammer 60 und eine zentrale Kraftstoffkammer 61 unterteilt.
Das Filterelement 54 umfaßt desweiteren eine starre Kopfplatte 62, die im allgemeinen eine kreisrunde Konfiguration aufweist und eine mittlere, mit einem Gewinde versehene Öffnung 64 und eine Vielzahl von Öffnungen 65 aufweist, die die mittlere Öffnung 64 umgeben und einen Weg für den Fluß des Kraftstoffs durch die Kopfplatte 62 vorsehen. Eine ringförmige Dichtung 66 ist oberhalb der Kopfplatte 62 vorgesehen und wird auf dem eindrehbaren Element 13 an der Verwendungsstelle gehalten, um eine abdichtende Verbindung mit der Befestigungsfläche 42 des Filterkopfs 12 vorzusehen. Das eindrehbare Element 13 umfaßt desweiteren eine innere ringförmige Dichtung 68, die an der Verwendungsstelle in eine zentrale Öffnung in dem oberen Endverschlußstück 56 gedrückt und in dieser Lage gehalten wird, indem sie zwischen dem Endverschlußstück 56 und der Kopfplatte 62 eingeschlossen ist. Die Dichtung 68 sieht eine Abdichtung für das aufdrehbare Element 13 vor, wenn es in Eingriff mit einem glatten Abschnitt des äußeren Umfangs des Gewinderohrs 28 steht, wie in Figur 4 gezeigt ist. An dem unteren Abschnitt davon umfaßt das eindrehbare Element 13 desweiteren einen Zwischenring 69, der ein kontinuierlicher Ring ist, der gegenüber einer unteren, nach innen gewandten Kante des Gehäuses 52 flach anliegen und mit Hilfe eines Polyesterklebemittels abgedichtet werden kann. Der Zwischenring 69 umfaßt eine Vielzahl von radial ausgerichteten und umfangsseitig verteilten, nach oben stehenden Rippen 70 und einen herabhängenden, ringförmigen, mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 71 zum Befestigen an der Sammelschale 15. Die nach oben stehenden Rippen 70 sehen Fluidwege 72 dazwischen für den Fluß der Schmutzstoffe und dergleichen zu dem Innenraum der Samrnelschale 15 vor.
Das eindrehbare Element 13 wird durch die Anordnung und das Ankleben des Zwischenrings 69 gegen das untere, nach innen gewandte Ende des Gehäuses 52 hergestellt. Danach wird das Filterelement 54 als eine Untergruppe auf den Rippen 70 des Zwischenrings 69 positioniert, wodurch die Fluidwege 72 gebildet werden. Die innere ringförmige Dichtung 68 wird in der Lage in der mittleren Öffnung des oberen Endverschlußstücks 56 plaziert, und die Kopfplatte 62 wird darüber angeordnet, wobei das Material, das die zentrale, mit einem Gewinde versehene Öffnung 64 bildet, in eine innere umfangsseitige Öffnung der Dichtung 68 gedrückt wird. Eine dünne Metallplatte, die die Kopfplatte 62 abdeckt und dort an der entsprechende Stelle angeschweißt ist, wird dann an dem Gehäuse 52 mit Hilfe einer Walzkante befestigt, um die gesamte Anordnung 13 des eindrehbaren Elements 13 zu befestigen. Die ringförmige Dichtung 66 ist in einer ringförmigen Nut oberhalb der Kopfplatte 62 positioniert und wird dort durch mehrere Zahnabschnitte an Ort und Stelle gehalten.
Was nun die Sammelschale 15 betrifft, die in dem unteren Abschnitt des eindrehbaren Elements 13 in der Figur 4 gezeigt ist, so umfaßt diese Einrichtung ein becherartiges Element mit einer Bodenwand 73 und eine umfangsseitige Seitenwand 74. Die Seitenwand 74 weist einen innen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt darauf auf und gipfelt an der oberen Kante in einer ringförmigen Nut, in der sich eine O-Ring-Dichtung 76 befindet, um eine abdichtende Verbindung mit der unteren Fläche der nach innen gewandten Kante des Gehäuses 52 zu erlauben. Die Sammelschale 15 weist eine Filterablaßanordnung 78 auf, die in dem unteren Abschnitt davon angebracht ist, um Wasser zu beseitigen, das sich in der Sammelschale angesammelt hat, und um das gesamte eindrehbare Element 13 zu entleeren, wenn es ausgetauscht wird. Die Filterablaßanordnung 78 umfaßt ein Hochschnellventil 79, das in einer Öffnung in der Bodenwandung 73 der Sammelschale 15 angebracht ist, sowie auch ein Entlüftungsventil 80, das es erlaubt, daß Luft in die Sammelschale 15 eingezogen werden kann, um den Unterdruck zu entlasten, der darin beim Öffnen des Hochschnellventils 79 geschaffen wird. Außerdem ist in der unteren Wand 73 der Sammelschale 15 eine Wassersensorsonde 82 angebracht, die ein isolierter elektrischer Leiter ist, der einen elektrischen Durchgang mit dem Fluid in der Sammelschale erreichen kann, wenn das Fluid auf einen Stand ansteigt, bei dem es dessen freies inneres Ende berührt.
Die Heizanordnung 26 wird genauer in den Figuren 5 und 6 dargestellt und umfaßt einen ringförmigen Behälter, der mit einer oberen, isolierenden Abdeckung 84 und einem unteren, leitenden Becher 85 ausgebildet ist, die an ihren Rändern miteinander verbunden sind und an der Verwendungsstelle verstemmt werden, um eine Kraftstoffheizelementeinfassung 86 mit einer im allgemeinen ringförmigen Konfiguration vorzusehen. Die obere isolierte Abdeckung 84 wird an einem mittleren Abschnitt davon niedergedrückt, um den inneren Rand der ringförmigen Einfassung 86 zu bilden, und wird auf einem zentralen Zapfen in dem Filterkopf 12 zur Befestigung in der Einlaßkammer 21 aufgenommen. Der untere leitende Becher 85 wird an zwei Stellen an seiner unteren Wand in einem Abstand von 180º niedergedrückt, um ein Paar von Heizelementscheiben 88 aufzunehmen, die die Vorrichtungen sind, die die Wärmeenergie zum Erhitzen des Dieselkraftstoffs liefern, der durch die Heizanordnung 26 fließt. Die Heizscheiben 88 sind Halbleiterelemente mit positiven Temperaturkoeffizienten (PTC), die im allgemeinen für ähnliche Zwecke verwendet werden, und die aufgrund ihres relativ hohen positiven Temperaturkoeffizienten eine selbstregulierende thermische Fähigkeit besitzen. Dadurch ist eine Regulierung der elektrischen Eingabe und somit der Energieausgabe der Heizscheiben vorgesehen. Eine leitende Platte mit einer im allgemeinen halbringförmigen Konfiguration ist an dem inneren Ende der Zufuhr durch das Verbindungselement 34 und das Thermostat 35 angebracht, um elektrische Energie an eine Seite der Heizscheiben 88 mit Hilfe einer Vielzahl von Preßfingern 90 zu liefern, die von einer leitenden Platte 89 an der Stelle jeder der Scheiben 88 herabhängen. Wie angemerkt ist, befindet sich der untere leitende Becher 85 in Kontakt mit dem Gewinderohr 28, das wiederum in den Filterkopf 12 eingeschraubt ist, und all diese Einrichtungen sind aus hochleitendem Metall hergestellt, wobei diese Anordnung einen effizienten Erdschluß für die Heizelementanordnung 26 vorsieht.
Das Durchführungsverbindungselement 34 und das Thermostat 35 sind zu einer Baugruppe zur Eingabe in eine Öffnung in der oberen, isolierten Abdeckung 84 zusarnmengefaßt, wobei letztere mit Hilfe einer O-Ring-Verbindung mit dem Filterkopf 12 abgedichtet ist, während das Thermostat 35 selber auf der Innenseite mit einem weiteren O-Ring abgedichtet ist. Wie in der Figur 6 zu sehen ist, umfaßt die Heizelementanordnung 26 eine Auslaßöffnung 92 in dem unteren, leitenden Becher 85, eine Einlaßöffnung 94 in der oberen, isolierten Abdeckung 84 und eine Schranke, die eine radial positionierte Wand 95 umfaßt, die sich nach unten ausgehend von der oberen Abdeckung 84 zu dem unteren leitenden Becher 85 erstreckt, um eine Blockierung in der ringförmigen Kraftstoffeinfassung 86 in der Heizelementanordnung 26 vorzusehen. Somit wird der Kraftstoff, der die Einlaßöffnung 18 und die Einlaßkammer 21 des Filterkopfs 12 betritt, zu der oberen Abdeckung 84 der Heizelementabdeckung 26 und in die Einlaßöffnung 94 geleitet, um in einem weitläufigen Weg von etwa 360º über und um die Heizelementscheiben 88 zu der Auslaßöffnung 92 in dem unteren leitenden Becher 85 geleitet zu werden. Dann fließt der Kraftstoff zu dem Raum zwischen dem Filterkopf 12 und der Kopfplatte 62 des eindrehbaren Elements 13, um durch die Öffnungen 65 in der Kopfplatte 62 und in die äußere umfangsseitige Kraftstoffkammer 60 geleitet zu werden. Wenn der Kraftstoff das Filtermedium 55 durchquert, werden die Feuchtigkeit und andere Schmutzstoffe auf der Außenfläche davon gesammelt und tropfen auf den Boden des Gehäuses 52, woraufhin sie dann durch die Fluidwege 72 in dem Zwischenring 69 wandern und in der Sammelschale 15 gesammelt werden. Der Kraftstoff, der das Filtermedium 55 durchquert, betritt das perforierte Rohr 58 und die zentrale Kraftstoffkammer 61 und wird durch das Gewinderohr 28 zu der Auslaßkammer 22 und der Auslaßöffnung 19 befördert, um einem weiteren Teil des Kraftstoffsystems des Fahrzeugs zugeführt zu werden.
Zum Auswechseln des eindrehbaren Elements 13 ist es lediglich notwendig, das Filterhochschnellventil 79 der Filterablaßanordnung zu aktivieren, und nicht nur die Schrnutzstoffe aus der Sammelschale 15, sondern auch den Kraftstoff, der in dem Filtermedium 55, in der umfangsseitigen Kraftstoffkammer 60 und in den Hohlräumen eingeschlossen sein kann, die sich oberhalb des eindrehbaren Elements 13 befinden, zu entfernen. Das Element 13 kann dann für Auswechselzwecke von dem Filterkopf 12 abgeschraubt und davon entfernt werden. Während dieses Vorgangs wird die Sammelschale 14 von dem eindrehbaren Element abgeschraubt, ein neues eindrehbares Element wird eingebracht, an das die Sammelschale 15 angeschraubt wird, und wird in der richtigen Lage positioniert, und das gesamte neue eindrehbare Element 13 wird an dem Gewinderohr 28 angebracht, um es an dem Filterkopf 12 zu befestigen. Zu diesem Zeitpunkt kann ein Vakuum an ein Lüftungsventil 96 angelegt werden, das lediglich ein Rückschlagventil ist, das in die Lüftungsöffnung 29 eingeschraubt ist, um Kraftstoff durch die Filteranordnung zu ziehen, bis die Auslaßkammer 22 gefüllt ist. Alternativ dazu kann auch eine Kraftstoffzufuhrpumpe wie die Pumpe 41 aktiviert werden, um ein Fluid durch die Filteranordnung zu drücken, bis sie wieder gefüllt ist. Bei diesem Vorgang wird die Luft, die in die Anordnung während des Auswechselns des eindrehbaren Elements 13 eingedrungen ist, dazu neigen, an die Oberseite der Einlaßkammer 21 zu steigen, und Luft, die in dem Dieselkraftstoff mitgerissen wurde, wird in ähnlicher Weise zu der Oberseite der Einlaßkammer 21 steigen. An dieser Stelle wird das Rückflußsperrventil 50 tätig werden, um die Luft aus der Kammer sowie auch das Fluid zu der Rückleitung 48 abzulassen, damit dieses schließlich zu dem Kraftstofftank 40 zurückgeleitet wird. Auf diese Art und Weise wird ein beträchtlicher Betrag an Luft, der vorher in der Kraftstoff-Filteranordnung eingeschlossen worden ist, von dort ausgetrieben, um ein zuverlässigeres Betriebsverhalten vorzusehen.
Wie in Figur 7 zu sehen ist, umfaßt das Rückflußsperrventil 50 ein Metallgehäuseelement 101 mit einem hexagonalen Abschnitt darauf, ein außen mit einem Gewinde versehenes inneres Ende, und eine mittlere, axial abgestufte Bohrung 103 darin. Der äußere Endabschnitt des Gehäuses 101 ist ein verjüngtes, rohrförmiges Teil mit Widerhaken 104 darauf und einem Verschlußelement 105 an dem äußeren Ende, um ein Anschlußstück für eine daraufschiebbare Rohrleitung (Schlauch) oder dergleichen vorzusehen, das als eine Ablaßleitung für die Rückführung des Kraftstoffs zu einem Kraftstofftank 40 dient. Das Verschlußelement 105 umfaßt in sich eine kleine zentrale Öffnung 106 mit einem Durchmesser von typischerweise 1 mm (0,040 Inch), die als eine Einrichtung zum Beschränken des Kraftstofflusses durch das Rückflußsperrventil 50 dient. Ein inneres Ende 107 der Bohrung 103 ist vergrößert, und die Bohrung 103 ist an mehreren Stellen in Richtung auf das Auslaßende der Öffnung 106 abgestuft. In der Bohrung 103 sitzt ein Absperrventil 110 auf einer Schulter 108, das ein einstückiges elastisches Teil in der Form eines entenschnabelförmigen Ventils ist. Das Absperrventil 110 umfaßt einen kreisförmigen Eingangsring 114 mit relativ dicken Proportionen, einen rohrförmigen Abschnitt 115 und ein Paar von Lippen 116 in der Form eines Entenschnabels, der eine Rückflußsperrventilfunktion für das Ventil 110 vorsieht. Die Lippen 116 sind ausgehend von dem rohrförmigen Abschnitt 115 nach innen geneigt und liegen an ihrem stromabwärtigen Ende nahe beieinander, um eine Abdichtung gegenüber dem Fluidstrom in der entgegengesetzten Richtung vorzusehen, aber sie sind ausreichend flexibel, so daß sie sich bei Fluidfluß von dem Einlaß des Rückflußsperrventils 50 in Richtung auf die Öffnung 106 geringfügig dehnen lassen, damit sie diesem Fluidstrom sehr wenig Widerstand entgegensetzen. In ähnlicher Weise wandert Luft, die in der Einlaßlammer 21 des Filterkopfs 12 eingeschlossen ist, mit dem Fluid durch das Rückflußsperrventil 50 zu dem Kraftstofftank 40. Die relativ kleine Größe der Auslaßöffnung 106 in dem Rückflußsperrventil 50 gewährleistet, daß der Strom auf einen relativ geringen Betrag beschränkt wird, während ein im wesentlichen kontinuierlicher Fluidfluß vorgesehen ist, um die Freigabe von eingeschlossener Luft in dem Filterkopf 12 zu gewährleisten. Da das Rückflußsperrventil 50 von der Einlaßkammer 21 aus mit dem Kraftstofftank 40 verbunden ist, sei angemerkt, daß es sich in einer Umgehungsverbindung des Filtermediums 55 befindet und eine gewisse Entlastung für übermäßige Druckdifferentiale vorsieht, die sich an dem Filtermedium 55 zeigen. Ein Vakuumschalter 98 der herkömmlichen Sorte ist in die Vakuumschalteröffnung 30 des Filterkopfes 12 in Fluidverbindung mit der Auslaßöffnung 19 eingeschraubt, um einen Hinweis auf die Druckebene in dieser Kammer und ein Signal der Verstopfung oder der Verschmutzung des Filtermediums 55 zu liefern, so daß ein Austausch durchgeführt werden kann, wenn dies notwendig ist.

Claims

1. Kraftstoff-Filteranordnung, die zum Filtern und Erhitzen von Dieselkraftstoff und dergleichen verwendet werden kann, mit

einer Filterkopfanordnung (12), die die Filteranordnung trägt und mit einem Kraftstoffsystem eines Motors verbunden ist, wobei der Filterkopf (12) auf sich eine ringförmige Befestigungsfläche aufweist, um abdichtend ein eindrehbares zylinderförmiges Element (13) aufzunehmen, Einlaß- (18) und Auslaßöffnungen (19) in dem Filterkopf (12), die jeweils mit Einlaß- (21) und Auslaßkammern (22) in dem Filterkopf in Fluidverbindung stehen, einem ringförmigen Kraftstoffheizelement (26) in der Einlaßkammer (21), das dahingehend wirkt, den Kraftstoff zu erwärmen, bevor er zu dem eindrehbaren Element strömt,

einem Filterelement (54) in dem eindrehbaren Element, um Schmutzstoffe in dem Dieselkraftstoff auszusondern, und um einen Strömungsweg für den Dieselkraftstoff zwischen einer äußeren umfangsseitigen Kraftstoffkammer (60) und einer zentralen Kraftstoffkammer (61) zu errichten, wobei die umfangsseitige Kraftstoffkammer (60) in direkter Fluidverbindung mit der Einlaßkammer (21) in dem Filterkopf (12) steht und die zentrale Kraftstoffkammer (61) in direkter Verbindung mit der Auslaßkammer (22) in dem Filterkopf steht,

Mitteln, die den Filterkopf (12) und das eindrehbare Element (13) lösbar miteinander verbinden, und einer Entlüftungsöffnung (31) in dem Filterkopf, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoff-Filteranordnung auf der Druckseite einer Kraftstoffzufuhrpumpe (41) vorgesehen ist,

daß das eindrehbare Element eine ringförmige Befestigungsfläche aufweist, um eine Sammelschale (15) abdichtend aufnehmen zu können,

daß die Entlüftungsöffnung (31) in dem Filterkopf außen (48) mit einem Kraftstofftank (40) des Kraftstoffsystems des Motors verbunden ist, und daß die Kraftstoff-Filteranordnung desweiteren umfaßt:

Mittel, die das eindrehbare Element (13) und die Sammelschale (15) lösbar miteinander verbinden, und Rückflußsperrventilmittel (50) in dem Filterkopf (12), die mit der Einlaßkammer (21) in Fluidverbindung stehen und dahingehend wirken, eingeschlossene Luft herauszulassen und Kraftstoff durch die Entlüftungsöffnung (31) zu dem Kraftstofftank (40) des Kraftstoffsystems des Motors zurückzuleiten, um Luft und Kraftstoff aus der Einlaßkammer (21) abzuleiten, nachdem das eindrehbare zylinderförmige Element ausgewechselt worden ist.

2. Kraftstoff-Filter nach Anspruch 1, bei dem das Rückflußsperrventilmittel (50) ein elastisches entenschnabelför miges Rückschlagventil (110) umfaßt, das in einem Körperelement (101) gehalten wird, das in eine Öffnung (31) eingeschraubt ist, die mit der Einlaßkammer (21) in Verbindung steht, wobei das Ventil in sich eine eingegrenzte Öffnung (106) aufweist, um den Fluß des Kraftstoffs in Umgehung des Filterelements zu begrenzen.

3. Kraftstoff-Filter nach Anspruch 2, bei dem das Mittel, das das eindrehbare Element (13) und den Filterkopf (12) lösbar miteinander verbindet, ein Gewinderohr (28) ist, das in dem Filterkopf (12) befestigt ist und das Heizelement in elektrischer Verbindung mit dem Filterkopf festhält.

4. Kraftstoff-Filter nach Anspruch 3, bei dem das Gewinderohr (28) in Fluidverbindung mit der Auslaßkammer (22) in dem Filterkopf steht und einen Weg für den Fluidstrom von dem eindrehbaren Element zu der Auslaßkammer errichtet.

5. Kraftstoff-Filter nach Anspruch 4, bei dem der Filterkopf desweiteren eine Lüftungsöffnung (29) und eine Vakuumschalteröffnung (30) umfaßt, die in Fluidverbindung mit der Auslaßkammer (22) in dem Filterkopf stehen, wobei die Lüftungsöffnung (29) in sich ein Entlüftungsventil aufnimmt, um die Auslaßkammer (22) zu entlüften und zu füllen, und die Vakuumschalteröffnung (30) einen Zugang zu der Auslaßöffnung vorsieht, damit der Vakuumdruck in der Auslaßkammer überwacht werden kann.