DE19917349A1 - Filterkopfanordnung - Google Patents

Abstract

Ein Filterkopf mit einem Pumpengehäuse, einem Flußdurchlaßnetzwerk und einem Montagebügel ist geeignet, um mit einer ersetzbaren Filterkartusche in Eingriff zu kommen. Eine elektrische Pumpe ist innerhalb des Pumpengehäuses angeordnet. Eine Isolator/Dichtung, die zwischen dem Pumpengehäuse und der elektrischen Pumpe angeordnet ist, schützt die elektrische Pumpe vor Schwingungen. Nach dem Wechsel der Filterkartusche bildet sich typischerweise eine Luftblase, die eine Gefahr für eine Brennstoffeinspritzvorrichtung oder eine Brennstoffeinspritzvorrichtungspumpe verursacht. Durch Verwendung einer elektronischen Steuervorrichtung kann ein Bediener die elektrische Pumpe fernsteuern, um Brennstoff in die Filterkartusche zu pumpen. Auch kann die elektronische Steuervorrichtung selektiv bestimmen, ob der Brennstoff, der von der Filterkartusche her fließt, durch die elektrische Pumpe läuft oder statt dessen direkt zu einem Auslaß läuft.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Filterkopfanordnung für einen Verbrennungsmotor. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Filterkopf mit einem Befesti­ gungsbügel und einer integralen Pumpe, die geeignet ist, um eine Brennstoffversorgungsleitung unter Druck zu set­ zen und Lufttaschen in der Brennstoffversorgungsleitung zu entfernen.

Wenn man einen Brennstoffilter wechselt, wird oft eine Lufttasche erzeugt. Die Lufttasche kann Schwierigkeiten für eine assoziierte Brennstoffpumpe verursachen, den Brennstoff durch eine Brennstoffleitung aus einem Brenn­ stoffversorgungsreservoir zu ziehen. In ähnlicher Weise könnte unter Verwendung einer Sumpfbrennstoffpumpe, die in dem Brennstoffversorgungsreservoir untergetaucht ist, dies die Lufttasche durch die Brennstoffleitung zu den assoziierten Brennstoffeinspritzvorrichtung drücken, die nicht ausgelegt sind, um mit Lufttaschen im Brennstoff zu funktionieren. Darüber hinaus kann ein Betrieb von Brenn­ stoffeinspritzvorrichtungen mit solchen Lufttaschen die Brennstoffeinspritzvorrichtungen schädigen.

Die früheste Lösung für dieses Problem war ein Versuch, das Volumen der Lufttaschen so weit wie möglich zu ver­ ringern. Eine Person, die den Filtertausch ausführt, goß reinen Brennstoff in den Brennstoffilter. Dieses Verfah­ ren verringerte das Volumen der Lufttaschen, es konnte jedoch nicht vollständig die Lufttaschen eliminieren. Ein ähnliches Verfahren zur Entfernung des Leerraumes ge­ schieht durch Füllen des Filters mit Brennstoff nach dem Einbau. Dies wird gewöhnlicherweise durch manuelle Betä­ tigung eines Steuerventils durchgeführt, um entweder ei­ nen normalen Flußpfad oder einen Pumpbrennstoffpfad aus­ zuwählen. Auf dem Pumpbrennstoffpfad wird Brennstoff si­ phonartig durch einen Einlaß in einen Filterkopf gelei­ tet. In dem Filterkopf drückt eine Handpumpe Brennstoff in den Brennstofffilter. Es sei hier hingewiesen auf das US-Patent 5 362 392 ausgegeben an Jensen am 8. November 1994. Nachdem Füllen des Brennstoffilters wird das Steu­ erventil verwendet, um den normalen Flußpfad auszuwählen, der die Handpumpe umgeht. Andere ähnliche Verfahren set­ zen Rückschlagventile anstelle der manuellen Betätigung des Steuerventils ein.

Manuelle Pumpen und manuell betätigte Steuerventile je­ doch erzeugen sowohl für Konstrukteure als auch für die Bediener Unbequemlichkeit. Beispielsweise können Bediener unbeabsichtigt bei der Repositionierung des Steuerven­ tils, um zu gestatten, daß Brennstoff in dem normalen Pfad fließt, versagen. Typischerweise muß der Bediener besondere Achtung auf ergonomische Gesichtspunkte sowohl bei der Filterentfernung als auch bei der Pumpenbetäti­ gung aufwenden. Insbesondere müssen Konstrukteure, die Handpumpen verwenden, in Betracht ziehen, ob ein Bediener die Handpumpe und den Filter erreichen kann, ohne zu nah an heiße oder schmutzige Motorteile zu kommen, oder ohne in eingeengten Grenzen in der Fahrzeugstruktur zu arbei­ ten.

Andere hiermit in Beziehung stehende Beispiele zeigen ei­ ne elektrische Ladepumpe auf einem Brennstoffilter. Es sei hier hingewiesen auf das US-Patent 5 231 967, ausge­ geben an Baltz und andere am 3. August 1993. Diese inte­ grierte Pumpe und der Filter ist geeignet zur kontinuier­ lichen Anwendung als eine Hauptbrennstoffpumpe im Gegen­ satz zu einer Vorbrennstoffpumpe (priming pump). Darüber hinaus arbeitet die Pumpen/Filter-Kombination von Baltz und anderen zu jedem Zeitpunkt, wenn der Zündschalter an ist und ist nicht selektiv betreibbar. Diese elektrische Pumpe ist Schwingungen ausgesetzt, die mit dem Fahrzeug­ betrieb assoziiert sind. Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.

Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung weist ei­ ne Filterkopfanordnung zur Montage einer ersetzbaren Fil­ terkartusche, einen Brennstoffeinlaß, ein Pumpengehäuse, einen Brennstoffauslaß und eine elektrische Pumpe auf. Die Filterkartusche bzw. -patrone hat einen Einlaß und einen Auslaß. Der Brennstoffeinlaß ist mit dem Einlaß der Filterkartusche verbindbar. Der Auslaß der Kartusche ist mit dem Pumpengehäuse verbindbar. Das Pumpengehäuse be­ sitzt einen Hohlraum. Der Brennstoffauslaß ist auch mit dem Pumpengehäuse verbindbar. Die elektrische Pumpe ist in dem Hohlraum des Pumpengehäuses gelegen. Die elektri­ sche Plumpe besitzt einen Pumpeneinlaß, einen Pumpenaus­ laß und elektrische Leitungen, die mit einer elektroni­ schen Steuervorrichtung verbunden werden können. Der Pum­ peneinlaß ist mit dem Auslaß der Kartusche verbindbar, und der Pumpenauslaß ist mit dem Brennstoffauslaß ver­ bindbar.

Verschiedene andere Merkmale der Erfindung werden dem Fachmann bei einer Durchsicht der folgenden detaillierten Beschreibung des besten Weges zur Ausführung der Erfin­ dung, der beigefügten Zeichnungen und bei einer Durch­ sicht der folgenden Ansprüche offensichtlich werden.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Brenn­ stoffsystems.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht einer Filterkopfanord­ nung.

Fig. 3 ist eine Hinteransicht der Filterkopfanordnung.

Fig. 4 ist eine Draufsicht eines Filterkopfes.

Fig. 5 ist eine Draufsicht einer Filterkartusche.

Fig. 6a ist eine Vorderansicht eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels der Filterkopfanordnung.

Fig. 6b ist eine Seitenansicht des zweiten Ausführungs­ beispiels der Filterkopfanordnung.

Fig. 7 ist eine Draufsicht des zweiten Ausführungsbei­ spiels des Filterkopfes.

Die folgende Beschreibung ist für den besten gegenwärtig in Betracht gezogenen Weg zur Ausführung der Erfindung. Diese Beschreibung soll nicht im einschränkendem Sinne gesehen werden, sondern ist nur zum Zweck der Beschrei­ bung der allgemeinen Prinzipien der Erfindung vorgesehen. Der Umfang und die Breite der Erfindung sollte mit Bezug auf die Ansprüche bestimmt werden.

Fig. 1 zeigt ein Brennstoffsystem 10 mit einem Brenn­ stoffreservoir 12, einer Brennstoffversorgungsleitung 14, einer Filterkopfanordnung 16, einer Brennstoffeinspritz­ vorrichtungsleitung 18, Brennstoffeinspritzvorrichtungen 20 und einem Motor 22. Optional kann das Brennstoffsystem eine Transferpumpe 17 und einen Endbrennstoffilter 19 aufweisen, der stromabwärts der Filterkopfanordnung ange­ ordnet ist. Die Brennstoffversorgungsleitung 14 verbindet das Brennstoffreservoir 12 mit der Filterkopfanordnung 16. Die Filterkopfanordnung 16 ist mit dem Fahrzeugrahmen 23 verbunden, jedoch könnte die Filterkopfanordnung 16 an irgendeiner Struktur wie beispielsweise dem Motor 22 an­ gebracht sein. Die Brennstoffeinspritzvorrichtungsleitun­ gen 18 verbinden die Filterkopfanordnung 16 mit den Brennstoffeinspritzvorrichtungen 20, die mit dem Motor 22 verbunden sind. Jedoch könnte die Filterkopfanordnung 16 auch Brennstoff in die optionale Transferpumpe 17 leiten. Nach dem Austritt aus der Transferpumpe 17 entfernt ein Endfilter 19 irgendwelche Verunreinigungen, die von der Transferpumpe 17 her vorhanden sein könnten. Nach dem Austreten aus dem Endfilter 19 tritt der Brennstoff in die Brennstoffeinspritzvorrichtungen ein.

Die schematische Darstellung in Fig. 2 zeigt die Filter­ kopfanordnung 16 mit einem Filterkopf 24, einer elektri­ schen Pumpe 26 und einer Filterkartusche bzw. Patrone 28. Der Filterkopf 24 wird durch einen Montagebügel 30 ge­ formt, und zwar integral mit einem Pumpengehäuse 32 und einem Flußdurchlaßnetzwerk 34. Der Montagebügel 30 be­ sitzt vorzugsweise zwei Befestigungslöcher 36 zur Anbrin­ gen des Filterkopfes 24 an dem in Fig. 1 gezeigtem Fahr­ zeugrahmen oder an irgendeiner Struktur wie beispielswei­ se dem Motor. Alternativ könnte der Montagebügel 30 auch mit dem Fahrzeugrahmen 24 unter Verwendung von Bolzen bzw. Schrauben, Klemmen, Bändern, Klebemitteln oder ähn­ lichen Anbringungsmitteln verbunden sein. Das Pumpenge­ häuse 32 besitzt eine im allgemeinen zylindrische Gehäu­ sebohrung 38. Während das bevorzugte Ausführungsbeispiel die Gehäusebohrung 38 als zylindrisch zeigt, sind andere Räume, Hohlräume oder Öffnungen einsetzbar, die geeignet sind, um die elektrische Pumpe 26 aufzunehmen.

Fig. 3 zeigt das Pumpengehäuse 32 mit einem ersten Ende 40 und einem zweiten Ende 42. Eine erste Bohrungskappe 44 deckt die Gehäusebohrung 38 an dem ersten Ende 40 des Pumpengehäuses ab. Eine zweite Bohrungskappe 46 deckt die Gehäusebohrung 38 an dem zweiten Ende 42 des Pumpengehäu­ ses 42 ab. Die erste Bohrungskappe 44 weist auch eine elektrische Verdrahtungsleitung 48 auf.

Wie in den Fig. 2 und 4 gezeigt weist das Flußdurch­ laßnetzwerk 34 einen Brennstoffeinlaß 50, einen Brenn­ stoffauslaß 52, einen Gehäuseeinlaßdurchlaß 54 und einen Gehäuseauslaßdurchlaß 56 auf. Der Brennstoffeinlaß 50 be­ sitzt ein erstes Ende 58 und ein zweites Ende 60. Das er­ ste Ende 58 des Brennstoffeinlaßes ist mit der Brenn­ stoffversorgungsleitung 14 verbunden. Das zweite Ende 60 des Brennstoffeinlaßes ist mit einer ersten Leitungskappe oder einem Stöpsel 62 gedichtet. Das Flußdurchlaßnetzwerk 34 weist auch den Brennstoffauslaß 52 auf, der als im allgemeinen parallel zum Brennstoffeinlaß 50 gezeigt ist. Wie bei dem Brennstoffeinlaß 50 besitzt der Brennstoff­ auslaß 52 ein erstes Ende 64 und ein zweites Ende 66. Während das veranschaulichte Ausführungsbeispiel den Brennstoffeinlaß 50 und den Brennstoffauslaß 52 in paral­ leler Konfiguration zeigt, könnten andere Flußkonfigura­ tionen eine geeignetere Packung vorsehen. Beispielsweise könnten der Brennstoffeinlaß 50 und der Brennstoffauslaß 52 senkrecht zueinander oder in irgendeinem anderen vor­ bestimmten Winkel mit Bezug zueinander angeordnet werden. Das erste Ende 64 des Brennstoffauslaßes ist mit den Brennstoffeinspritzvorrichtungsversorgungsleitungen 18 verbunden, während das zweite Ende 66 des Brennstoffaus­ laßes mit einer zweiten Leitungskappe oder einem Stöpsel 68 abgedichtet ist.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen einen mit Gewinde versehen Nippel oder ein Endstück 70, welches mit dem Brennstoff­ auslaß 52 zwischen dem ersten Ende 58 und dem zweiten En­ de 60 des Brennstoffauslaßes 52 angeschlossen ist. Der Filterkopf 24 weist auch eine Dichtfläche 72 auf, gegen die die Filterkartusche 28 sitzt bzw. abdichtet. Fig. 4 zeigt die Dichtfläche 72 des Filterkopfes 24 als eine ringförmige Oberfläche, die eine Innendurchmesserkante 74 besitzt, die an dem Endstück 70 anliegt, und eine Außen­ durchmesserkante 76, die im allgemeinen bemessen ist, um einen größeren Durchmesser zu besitzen als den der Fil­ terkartusche 28. Die Dichtfläche 72 besitzt einen ring­ förmigen Kanal 78 zwischen der Außendurchmesserkante 76 und der Innendurchmesserkante 74, und zwar konzentrisch zum Endstück 70. Ein Filtereinlaßanschluß 80 verbindet den Brennstoffeinlaß 50 mit dem ringförmigen Kanal 78 in­ nerhalb der Dichtfläche 72.

Fig. 4 veranschaulicht weiter den Gehäuseeinlaßdurchlaß 54, der das zweite Ende 56 des Brennstoffauslaßes mit der Gehäusebohrung 38 nahe dem zweiten Ende 42 des Pumpenge­ häuses verbindet. Ein Gehäuseauslaßdurchlaß 56 verbindet das erste Ende 40 des. Pumpengehäuses mit dem ersten Ende 64 das Brennstoffauslaßes. Wie gezeigt, schneidet der Ge­ häuseauslaßdurchlaß 56 das erste Ende 64 des Brenn­ stoffauslaßes in einem vorgeschriebenen Winkel 82, der größer als 0 Grad jedoch geringer als 90 Grad ist. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel setzt ein mechanisches Rückschlagventil 84 ein, welches gleitend in dem ersten Ende 64 des Brennstoffauslaßes positioniert ist. Das me­ chanische Rückschlagventil 84 spricht auf die Druckdiffe­ renz zwischen dem ersten Ende 64 des Brennstoffauslaßes und dem zweiten Ende 66 des Brennstoffauslaßes an. Um zu verhindern, daß ein Fluß die elektrische Pumpe 26 umgeht, hält eine Feder 85 das mechanische Rückschlagventil 84, welches auf dem Ventilsitz 86 gehalten wird, nahe dem er­ sten Ende 64 des Brennstoffauslaßes zwischen dem Gehäuse­ auslaßdurchlaß 56 und dem Endstück 70 gelegen. Ein elek­ tronisches Ventil, ein hydraulisches Ventil, ein pneuma­ tisches Ventil oder ein ähnliches Ventil könnte auch ver­ wendet werden, um die Flußrückschlagfunktion auszuführen. Die elektrische Pumpe 26 ist in der Gehäusebohrung 38 ge­ legen, wobei ein erster Dichtung/Isolator 88 zwischen der elektrischen Pumpe 26 und dem Pumpengehäuse 32 stromab­ wärts des Gehäuseeinlaßdurchlaßes 54 angeordnet ist. Ein zweiter Dichtung/Isolator 90 ist zwischen der elektri­ schen Pumpe 26 und dem Pumpengehäuse 32 stromaufwärts des Gehäuseauslaßdurchlaßes 56 und stromabwärts des ersten Dichtung/Isolators 88 angeordnet. Verschiedene Arten von elektrischen Pumpen können verwendet werden, wie bei­ spielsweise Vorpump- (priming-), Lade- (charging-) oder Lader- bzw. Laufrad- (boost-) Bauarten, die unter Verwen­ dung einer elektronischen Steuervorrichtung 92 gesteuert werden können. Die elektrische Pumpe 26 besitzt einen Pumpenauslaß 94, der nahe dem ersten Ende 40 des Pumpen­ gehäuses angeordnet ist, und einen Pumpeneinlaß 96, der nahe dem zweiten Ende 42 des Pumpengehäuses angeordnet ist. Die elektrische Pumpe 26 besitzt auch zwei elektri­ sche Leitungen 98, die mit der elektronischen Steuervor­ richtung 92 durch die elektrische Verdrahtungsleitung 48 verbunden sind.

Mit Bezug auf die Fig. 2 und 5 ist die Filterkartusche 28 verschraubbar an dem Endstück 70 in einer "aufschraub­ baren" Weise angebracht. Eine kreisförmige elastische Dichtung, insbesondere eine Flachdichtung 100 ist zwi­ schen der Dichtfläche 72 des Filterkopfes 24 und einer Oberplatte 102 der Filterkartusche 28 angeordnet. Die Oberplatte 102 besitzt eine Anzahl von Öffnungen 104, die geeignet sind, um zu gestatten, daß Brennstoff durch die Filterkartusche 28 von dem ringförmigen Kanal 78 auf der Dichtfläche 72 des Filterkopfes 24 läuft. Die veranschau­ lichte Brennstoffkartusche 28 weist auch eine Endplatte 106 auf, die an einer Filterwand 108 der Filterkartusche 28 entgegengesetzt zur Oberplatte 102 angebracht ist. Ein im allgemeinen zylindrisches Filterelement 110 ist inner­ halb der Filterkartusche 28 parallel zur Filterwand 108 angeordnet, und zwar sich bewegend von den Öffnungen 104 zu einem Filterauslaß 112 der an der Oberplatte 102 gele­ gen ist. Der Filterauslaß 112 wird verschraubbar an dem Endstück 70 angebracht.

In Fig. 2 weist die Filterkartusche 28 eine Wassertrenn­ schale 114 auf, die verschraubbar an der Endplatte 106 angebracht ist. Die Wassertrennschale 114 ist geeignet, um Wasser zu sammeln, welches sich vom Brennstoff ge­ trennt hat. Eine O-Ringdichtung 116 ist zwischen der Was­ sertrennschale 114 und der Endplatte 106 angeordnet. Die Wassertrennschale 114 weist ein Ablaufventil 118 auf, welches in die Wassertrennschale 114 geschraubt ist. Ein Wasserniveausensor 120 kann in oder nahe der Wassertrenn­ schale 114 gelegen sein und sendet ein Eingangssignal an die elektronische Steuervorrichtung 92, die einen Was­ serablaufwarnindikator oder ein Licht 122 auf der Steuer­ tafel 124 aktivieren kann. Bei einem anderen Ausführungs­ beispiel besitzt der Filterkopf 24 einen Drucksensor 126, der in oder nahe dem ersten Ende 64 des Brennstoffausla­ ßes gelegen ist. Der Drucksensor 126 sendet ein Eingangs­ signal an die elektronische Steuervorrichtung 92, die ei­ nen Blockierungswarnindikator 128 auf der Steuertafel 124 aktiveren kann.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel des Filterkopfes 24' zeigen die Fig. 6a, 6b und 7 ein modifiziertes Flußdurchlaßnetzwerk 34' mit einem Gehäuseeinlaßdurchlaß 54', mit einem Gehäuseauslaßdurchlaß 56' und einem Bypass- bzw. Umgehungsdurchlaß 57'. Dieser Filterkopf 24' arbeitet im wesentlichen in der gleichen Weise wie oben. Jedoch ist das Endstück 70' direkt in Verbindung mit dem Gehäuseeinlaßdurchlaß 54' anstatt in Verbindung mit dem Brennstoffauslaß 52'. Der Gehäuseeinlaßdurchlaß 54' leert den Brennstoff in ein ringförmiges Volumen 55', welches von einem mit Nuten versehenen Isolator 288 und einem Dichtung/Isolator 90' in Längsrichtung und der elektri­ schen Pumpe 26' und dem Pumpengehäuse 32' in Radialrich­ tung definiert wird. Der mit Nuten versehene Isolator 288 gestattet, daß Brennstoff vom Gehäuseeinlaßdurchlaß 54' in das zweite Ende 42' des Pumpengehäuses läuft. Der Bypass- bzw. Umgehungsdurchlaß 57' steht auch in Verbin­ dung mit dem ringförmigen Volumen 55'. Ein mechanisches Rückschlagventil 84' verhindert, daß ein Fluß die elek­ trische Pumpe 26' umgeht, wenn sie arbeitet. Eine Feder 85' drückt das mechanische Rückschlagventil 84' gegen ei­ nen Ventilsitz 86'. Der Gehäuseauslaßdurchlaß 56' ist im ersten Ende 40' des Pumpengehäuses stromabwärts von dem Dichtung/Isolator 90' angeordnet. Sowohl der Gehäuseaus­ laßdurchlaß 56' als auch der Bypass- bzw. Umgehungsdurch­ laß 57' sind mit dem Brennstoffauslaß 52' verbunden. Fig. 6 zeigt einen Montagebügel 30', der nahe dem Schwer­ punkt der Filterkopfanordnung 16' gelegen ist.

Im typischen Betrieb weiß der Bediener, daß eine Luftta­ sche bzw. Blase nach einem Brennstoffilterwechsel vorhan­ den sein kann. Jedoch sind andere Auftretensfälle von Lufttaschen weniger vorhersagbar. Dem Bediener kann der Brennstoff ausgehen, was die Lufttasche verursachen wür­ de, oder ein Betriebsversagen des Motors kann mit der Zeit zur Bildung von Lufttaschen führen. Unter Verwendung der Filterkopfanordnung 16 vermeidet der Bediener den ma­ nuellen Pumpvorgang, der andernfalls nötig sein könnte, wenn sich Lufttaschen bilden. Im bevorzugten Ausführungs­ beispiel kann die elektronische Steuervorrichtung 92 oder der Bediener verursachen, daß ein Ausgangssignal an die elektrische Pumpe 26 über die elektrischen Leitungen 98 gesandt wird. Das Initialisieren bzw. Einschalten der elektrischen Pumpe 26 erzeugt ein Vakuum stromaufwärts der elektrischen Pumpe 26. Es kann die elektronische Steuervorrichtung 92 auch programmiert werden, um die elektrische Pumpe 26 auf regulärer oder periodischer Ba­ sis zu initialisieren bzw. einzuschalten. Sobald sie ein­ geschaltet ist, zieht die elektrische Pumpe 26 Brennstoff aus dem Brennstoffreservoir 12 zum Brennstoffeinlaß 50. Der Brennstoff im Brennstoffeinlaß 50 läuft durch den Filtereinlaßanschluß 80 in den ringförmigen Kanal 78. Die kreisförmige elastische Dichtung 100 verhindert, daß Um­ gebungsluft in die Filterkopfanordnung 16 eintritt und verhindert, daß Brennstoff aus der Filterkopfanordnung 16 an der Verbindung zwischen der Filterkartusche 28 und dem Filterkopf 24 austritt. Brennstoff von dem ringförmigen Kanal 78 tritt in die Filterkartusche 28 durch die Öff­ nungen 104 in der Oberplatte 102 ein. Der Brennstoff läuft dann durch das Filterelement 110 der Filterkartu­ sche 28 zum Filterauslaß 112, der mit dem Endstück 70 verbunden ist. Der Brennstoff kann in verschiedener Weise innerhalb der Filterkartusche 28 handgehabt werden.

Aufgrund der Schwerkraft setzt sich irgendwelches Wasser innerhalb des Brennstoffes zur Endplatte 106 hin ab, und der Hauptteil dieses Wassers tritt in die Wassertrenn­ schale 114 ein. Der Wasserniveausensor 120 in der Wasser­ trennschale 114 alarmiert den Bediener bei einer Notwen­ digkeit, das Wasser ablaufen zu lassen, und zwar durch Senden eines Eingangssignals an die elektronische Steuer­ vorrichtung 92. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel akti­ viert die elektronische Steuervorrichtung 92 den Was­ serablaufwarnindikator oder das Warnlicht 122 auf der Steuertafel 124. Wenn man die Wassertrennschale 114 auch aus einem durchsichtigen Material macht, gestattet dies eine Sichtüberprüfung des Wasserniveaus. Das Ablaufventil 118 sieht ein bequemes Verfahren zur Entfernung des in der Wassertrennschale gesammelten Wassers vor.

Wenn er durch die Filterkartusche 28 gelaufen ist, zieht die elektrische Pumpe 26 den Brennstoff durch das End­ stück 70 in den Brennstoffauslaß 52. Vor dem Eintritt in die elektrische Pumpe 26 läuft der Brennstoff durch das zweite Ende 66 des Brennstoffauslaßes in den Gehäuseein­ laßdurchlaß 54 in dem zweiten Ende 42 des Pumpengehäuses nahe dem Pumpeneinlaß 96. Brennstoff tritt aus dem Pum­ penauslaß 94 in die Gehäusebohrung 38 nahe dem ersten En­ de 40 des Pumpengehäuses aus. Wenn der Druck im ersten Ende 40 des Pumpengehäuses steigt, läuft der Brennstoff in das erste Ende 64 des Brennstoffauslaßes über den Ge­ häuseauslaßdurchlaß 56.

Um zu verhindern, daß Brennstoff in der Gehäusebohrung 38 nahe dem Pumpeneinlaß 96 in die Gehäusebohrung 38 nahe dem Pumpenauslaß 94 läuft, ist ein erster Dichtung/Iso­ lator 88 und ein zweiter Dichtung/Isolator 90 zwischen dem Pumpengehäuse 32 und der elektrischen Pumpe 26 zusam­ mengedrückt, um Flußbarrieren zu bilden. Durch Verwendung eines elastischen Materials schützen diese Dichtung/Iso­ latoren 88 und 90 auch die elektrische Pumpe 26 vor einem Schaden aufgrund einer intensiven Motorschwingung oder einem Stoß auf das Fahrzeug. Die erste Bohrungskappe 44 verhindert, daß Brennstoff aus dem Pumpengehäuse 32 leckt. Die zweite Bohrungskappe 46 verhindert, daß Umge­ bungsluft in das Pumpengehäuse 32 eintritt, oder daß Brennstoff aus dem Pumpengehäuse leckt.

Brennstoff in dem Gehäusedurchlaß 56 wird geleitet, um auf das mechanische Rückschlagventil 84 zu treffen. Wenn die elektrische Pumpe 26 arbeitet, ist der Brennstoff vom Gehäuseauslaßdurchlaß 56 auf höherem Druck als der Brenn­ stoff, der aus dem Endstück 70 an der entgegengesetzten Seite des mechanischen Rückschlagventils 84 austritt. Die Druckdifferenz gekoppelt mit dem Auftreffen des Brenn­ stoffes auf dem mechanischen Rückschlagventil 84 drückt das mechanische Rückschlagventil 84 gegen den Ventilsitz 86 und verhindert, daß ein Fluß die elektrische Pumpe 26 umgeht, während sie arbeitet.

Wenn die elektrische Pumpe 26 nicht arbeitet, wird der Gehäuseeinlaßdurchlaß 54 von der elektrischen Pumpe 26 blockiert und gestattet, daß nur wenig Fluß bzw. Strömung in den Gehäuseeinlaßdurchlaß 56 läuft. Der Fluß vom End­ stück 70 drückt das mechanische Rückschlagventil 84 weg vom Ventilsitz 86, um zu gestatten, daß der Fluß das Pum­ pengehäuse 32 umgeht. Statt dessen bewegt sich der Fluß direkt in das erste Ende 64 des Brennstoffauslaßes.

Das zweite Ausführungsbeispiel in Fig. 6 und Fig. 7 ar­ beitet in ähnlicher Weise wie das erste Ausführungsbei­ spiel. Der Hauptunterschied ist dabei die Weise, in der der Brennstoff die elektrische Pumpe 26' umgeht. Im zwei­ ten Ausführungsbeispiel tritt der Fluß vom Filterauslaß 112' immer direkt in das Pumpengehäuse über den Gehäuse­ einlaßdurchlaß 54' ein. Das mechanische Rückschlagventil 84' wird im allgemeinen gegen den Ventilsitz 86' durch eine Feder gehalten, wenn die elektrische Pumpe 26' ar­ beitet. Der unter Druck gesetzte Brennstoff der elektri­ schen Pumpe 26' wirkt auf eine Seite des mechanischen Rückschlagventils 84' zusammen mit der Feder 85', um das mechanische Rückschlagventil 84' gegen den Ventilsitz 86' zu drücken. Während die elektrische Pumpe 26' nicht ar­ beitet, steigt der Druck im zweiten Ende 46' des Pumpen­ gehäuses, bis er die von der Feder 85' aufgebrachte Kraft überwindet.

Andere Aspekte, Ziele und Vorteile dieser Erfindung kön­ nen aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.

Zusammenfassend kann man folgendes sagen:
Ein Filterkopf mit einem Pumpengehäuse, einem Flußdurch­ laßnetzwerk und einem Montagebügel ist geeignet, um mit einer ersetzbaren Filterkartusche in Eingriff zu kommen. Eine elektrische Pumpe ist innerhalb des Pumpengehäuses angeordnet. Eine Isolator/Dichtung, die zwischen dem Pum­ pengehäuse und der elektrischen Pumpe angeordnet ist, schützt die elektrische Pumpe vor Schwingungen. Nach dem Wechsel der Filterkartusche bildet sich typischerweise eine Luftblase, die eine Gefahr für eine Brennstoffein­ spritzvorrichtung oder eine Brennstoffeinspritzvorrich­ tungspumpe verursacht. Durch Verwendung einer elektroni­ schen Steuervorrichtung kann ein Bediener die elektrische Pumpe fernsteuern, um Brennstoff in die Filterkartusche zu pumpen. Auch kann die elektronische Steuervorrichtung selektiv bestimmen, ob der Brennstoff, der von der Fil­ terkartusche her fließt, durch die elektrische Pumpe läuft oder stattdessen direkt zu einem Auslaß läuft.

Claims (18)

1. Filterkopfanordnung zur Befestigung einer ersetzba­ ren Filterkartusche, wobei die Filterkartusche einen Einlaß und einen Auslaß besitzt, wobei die Vorrich­ tung folgendes aufweist:
ein Pumpengehäuse mit einem ersten Ende, mit einem zweiten Ende und einer Gehäusewand und einem Hohl­ raum;
eine elektrische Pumpe mit einem Pumpeneinlaß, einem Pumpenauslaß und zumindest zwei elektrischen Leitun­ gen, wobei die elektrische Pumpe innerhalb des Hohl­ raums des Pumpengehäusehohlraums angeordnet ist, wo­ bei der Pumpeneinlaß der elektrischen Pumpe mit dem Auslaß der Filterkartusche verbindbar ist;
einen Brennstoffeinlaß, wobei der Brennstoffeinlaß mit dem Einlaß der Filterkartusche verbindbar ist;
einen Brennstoffauslaß, wobei der Brennstoffauslaß mit dem Hohlraum des Pumpengehäuses nahe dem Pumpen­ auslaß der elektrischen Pumpe verbindbar ist;
eine elektronische Steuervorrichtung, die mit den elektrischen Leitungen der elektrischen Pumpe ver­ bunden ist; und
eine erste Isolator/Dichtung, die zwischen der Ge­ häusewand und der elektrischen Pumpe angeordnet ist, wobei die erste Isolator/Dichtung geeignet ist, um die elektrische Pumpe vor einem Schaden zu schützen, der durch Schwingungen oder andere Stöße verursacht wird, wobei die Isolator/Dichtung auch geeignet ist, um einen Fluß vom Pumpenauslaß der elektrischen Pum­ pe zum Pumpeneinlaß der elektrischen Pumpe zu ver­ hindern.

2. Filterkopfanordnung zur Befestigung einer ersetzba­ ren Filterkartusche nach Anspruch 1, wobei der Brennstoffauslaß weiter mit dem Auslaß der Filter­ kartusche verbunden ist.

3. Filterkopfanordnung zur Befestigung einer ersetzba­ ren Filterkartusche nach Anspruch 1 oder 2, die wei­ ter ein Ventil aufweist, welches im Brennstoffauslaß angeordnet ist, wobei das Ventil geeignet ist, um einen Fluß vom Pumpenauslaß der elektrischen Pumpe zum Auslaß der Filterkartusche zu verhindern.

4. Filterkopfanordnung zur Montage einer ersetzbaren Filterkartusche nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, insbesondere nach Anspruch 3, wobei das Ventil elektronisch durch die elektronische Steuer­ vorrichtung betätigt wird.

5. Filterkopfanordnung zur Befestigung einer ersetzba­ ren Filterkartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, wobei das Ventil ein mechanisches Ventil ist, welches auf eine Druckdifferenz zwischen dem Pumpenauslaß der elek­ trischen Pumpe und dem Auslaß der Filterkartusche anspricht.

6. Filterkopfanordnung zur Befestigung einer ersetzba­ ren Filterkartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5, die weiter einen Ventilsitz aufweist, der in dem Brennstoffaus­ laß angeordnet ist, wobei das erwähnte Ventil gegen den Ventilsitz durch den Fluß vom Pumpenauslaß der elektrischen Pumpe gedrückt wird, der auf das mecha­ nische Ventil in einem Winkel zwischen 0 Grad und 90 Grad zum Brennstoffauslaß auftrifft.

7. Filterkopfanordnung zur Befestigung einer ersetzba­ ren Filterkartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, die weiter einen Montagebügel integral mit dem Pumpengehäuse aufweist.

8. Filterkopfanordnung zur Befestigung einer ersetzba­ ren Filterkartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, wobei die elektrische Pumpe eine Brennstoffpumpe, insbesondere eine Brennstoffvorpumpe ist.

9. Filterkopfanordnung zur Befestigung einer ersetzba­ ren Filterkartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei der Hohlraum eine Bohrung durch das Gehäuse ist.

10. Filterkopfanordnung zur Befestigung einer ersetzba­ ren Filterkartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9, die weiter folgendes aufweist:
eine erste Bohrungskappe, die an dem ersten Ende des Pumpengehäuses angebracht ist, wobei die erste Boh­ rungskappe eine Brennstoffleckage aus dem ersten En­ de des Pumpengehäuses verhindert;
eine zweite Bohrungskappe, die an dem zweiten Ende des Pumpengehäuses angebracht ist, wobei die zweite Bohrungskappe eine Leckage von Umgebungsluft in das zweite Ende des Pumpengehäuses verhindert und eine Brennstoffleckage aus dem zweiten Ende des Pumpenge­ häuses heraus verhindert.

11. Filterkopfanordnung zur Befestigung einer ersetzba­ ren Filterkartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, die weiter einen Drucksensor aufweist, der in dem Filterkopf gelegen ist, wobei der Drucksensor geeignet ist, um Blockagen zu detektieren.

12. Filterkopfanordnung zur Befestigung einer ersetzba­ ren Filterkartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 11, die weiter einen Blockagewarnindikator aufweist, der mit dem Vakuumsensor über die elektronische Steuervorrich­ tung verbunden ist, wobei der Blockagewarnindikator dort angeordnet ist, wo ein Bediener Blockagen von einer Stelle entfernt von dem Filterkopf detektieren kann.

13. Filterkopfanordnung zur Befestigung einer ersetzba­ ren Filterkartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, die weiter ein Flußnetzwerk aufweist, welches einen Gehäuseein­ laßdurchlaß und einen Gehäuseauslaßdurchlaß integral mit dem Pumpengehäuse aufweist, wobei der Gehäuse­ einlaßdurchlaß den Auslaß der Filterkartusche mit dem Pumpeneinlaß der elektrischen Pumpe verbindet, wobei der Gehäuseauslaßdurchlaß den Pumpenauslaß der elektrischen Pumpe mit dem Brennstoffauslaß verbin­ det.

14. Filterkopfanordnung zur Befestigung einer ersetzba­ ren Filterkartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei der Auslaß der Filterkartusche mit dem Pumpengehäuse verbunden ist, wobei der Auslaß der Filterkartusche in Strömungsmittelverbindung mit dem Pumpeneinlaß der elektrischen Pumpe ist.

15. Filterkopfanordnung zur Befestigung einer ersetzba­ ren Filterkartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 14, die weiter folgendes aufweist:
eine Bypass- bzw. Umgehungsleitung, die den Pum­ peneinlaß mit dem Brennstoffauslaß verbindet; und
ein Ventil, welches in der Bypass- bzw. Umgehungs­ leitung angeordnet ist, wobei das Ventil geeignet ist, um zu gestatten, daß Brennstoff vom Pumpenein­ laß zum Brennstoffauslaß läuft, wenn die elektrische Pumpe nicht arbeitet.

16. Filterkopfanordnung zur Befestigung einer ersetzba­ ren Filterkartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 15, wobei das Ventil ein mechanisches Rückschlagventil ist.

17. Filterkopfanordnung zur Befestigung einer ersetzba­ ren Filterkartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 16, die weiter eine Feder aufweist, die das mechanische Ventil ge­ gen einen Ventilsitz hält.

18. Filterkopfanordnung zur Befestigung einer ersetzba­ ren Filterkartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 14, die weiter einen Isolator aufweist, der zwischen der Gehäuse­ wand und der elektrischen Pumpe angeordnet ist, wo­ bei der Isolator zwischen dem Pumpeneinlaß und der ersten Isolator/Dichtung angeordnet ist, wobei der Isolator Nuten besitzt, die geeignet sind, um zu ge­ statten, daß Brennstoff vom Auslaß der Filterkartu­ sche zum Pumpeneinlaß läuft, wobei der Isolator ge­ eignet ist, um die elektrische Pumpe vor einem Scha­ den zu schützen, der durch Schwingungen oder einen anderen Stoß verursacht wird.