WO2013000807A1

WO2013000807A1 - Filterelement, insbesondere für kraftstofffilter, sowie zugehöriger stützkörper

Info

Publication number: WO2013000807A1
Application number: PCT/EP2012/061937
Authority: WO
Inventors: Jörn Wetzel
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2011-06-29
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2013-01-03
Anticipated expiration: 2013-12-29
Also published as: DE102011078364A1

Abstract

Filterelement mit einem Filtermedium, welches eine ringförmig geschlossene filterwirksame Wand aufweist, die sich in Axialrichtung zwischen zwei mit der Wand fest verbundenen Endscheiben erstreckt, und mit einem axial zwischen den Endscheiben angeordneten gitterrohrartigen Stützkörper, der im Wesentlichen Ringteile und die Ringteile axial verbindenden Stabelemente aufweist ist, wobei die Stabelemente in der Art von Leitschaufeln ausgebildet sind.

Description

Filterelement, insbesondere für Kraftstofffilter, sowie zugehöriger Stützkörper

Die Erfindung bezieht sich auf ein Filterelement, insbesondere für Kraftstofffilter, mit einem Filtermedium, welches eine ringförmig geschlossene Wand bildet, die sich in Axialrichtung zwischen zwei mit der Wand fest verbundenen Endscheiben erstreckt, und mit einem axial zwischen den Endscheiben angeordneten gitter- rohrartigen Stützkörper zur Abstützung der Wand auf deren Innen- oder Außenseite.

Ein derartiges Filterelement ist aus der WO 2007/006370 A1 bekannt. Dabei trennt das Filterelement innerhalb eines Filtergehäuses einen eingangsseitigen Rohraum für Kraftstoff von einem ausgangsseitigen Reinraum für gefilterten Kraftstoff, wobei der Rohraum radial außerhalb der vom Filtermedium gebildeten geschlossenen Wand und der Reinraum radial innerhalb dieser Wand vorgesehen ist. Dementsprechend wird das Filtermedium beim Filterbetrieb von radial außen nach radial innen vom Kraftstoff durchsetzt.

Der bei diesem bekannten Filterelement radial innerhalb der vom Filtermedium gebildeten Wand angeordnete Stützkörper dient dazu, die filterwirksame Wand gegenüber der beim Filterbetrieb auftretenden Druckdifferenz zwischen Rohraum und Reinraum abzustützen. Diese Druckdifferenz kann insbesondere dann unerwünscht groß werden, wenn versäumt wurde, das Filterelement nach einer vorgegebenen Betriebszeit auszutauschen.

Gemäß der WO 2007/006370 A1 besteht der Stützkörper aus zwei miteinander teleskopierbar verbundenen Gitterrohrteilen, die jeweils an einer der Endscheiben fest angeordnet sind. Durch die teleskopierbare Ausbildung der Stützkörperteile soll ein beim Filterbetrieb auftretendes axiales„Wachstum" der vom Filtermedium gebildeten Wand ermöglicht werden. Hier wird die Tatsache berücksichtigt, dass das Filtermedium vergleichsweise stark aufquillt, wenn es vom Kraftstoff durchsetzt wird.

Im Übrigen bezieht sich die Erfindung auf die Stützkörper für Filterelemente, wobei zum Stand der Technik auf die DE 44 17 298 hingewiesen wird, die einen gitterrohrartigen Stützkörper zeigt.

Die Erfindung befasst sich mit dem Problem, dass bei den üblichen Kraftstofffiltern mit Wasserabscheidung auf der Reinseite des Partikelfilters die Wasserab- scheidung vorzugsweise über eine Schwerkraftabscheidung und über einen Wasserabscheider aus einem feinmaschigen Netz erfolgt. Je nach Aufbau können jedoch durch den Druck immer noch Wassertröpfchen durch den Wasserabscheider gelangen.

Zu dem befasst sich die Erfindung mit dem Problem, dass Kraftstofffilter mit einer Vielzahl unterschiedlicher Größen benötigt werden. Dies bedeutet in der Praxis, dass Filterelemente mit unterschiedlichen axialen Längen benötigt werden, dies gilt in entsprechender Weise für die Stützkörper. In der Regel werden weitestgehend gleichartige Filter vorgesehen, bei denen im Wesentlichen nur bezüglich ihrer axialen Länge unterschiedliche Filterelemente zum Einsatz kommen.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen herkömmlichen Filter zu verbessern und eine kostengünstige Herstellung der Filterelemente und Stützkörper zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Filterelement der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, dass der Stützkörper der Stützkörper so ausgebildet ist, dass er in der strömenden Flüssigkeit einen tangentiale Drallströmung erzeugt. Diese Aufgabe wird zudem erfindungsgemäß bei einem Filterelement der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, dass der Stützkörper modular aufgebaut sein kann.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Stützkörper so auszugestalten, das er in der strömenden Flüssigkeit eine tangentiale Drallströmung erzeugt.

Die Erfindung beruht zudem auf dem allgemeinen Gedanken, den Stützkörper aus vorgefertigten Segmenten zusammenzusetzen, so dass beispielsweise eine Anpassung an die jeweils gewünschte axiale Länge ohne Weiteres möglich ist. Dabei ist insbesondere vorteilhaft, dass bei Abänderungen der Baugröße des Kraftstofffilters für die Herstellung des Stützkörpers keine neuen Formwerkzeuge beschafft werden müssen.

Gemäß einer Ausführungsform, für die selbständiger Schutz beansprucht wird, können Stabteile des Stützkörpers nach strömungsdynamischen Gesichtspunkten geformt sein, beispielsweise nach Art von Leitschaufeln oder Turbulenzerzeugern. Auf diese Weise lässt sich auf der vom Filtermedium abgewandten Seite des Stützkörpers eine mehr oder weniger turbulente tangentiale Drallströmung erzeugen.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung können die Segmente zur Herstellung des Stützkörpers als Ringteile und Stabelemente ausgebildet sein, die axial zwischen benachbarten Ringteilen anzuordnen sind. Gegebenenfalls kann auch jedes Ringteil auf einer Stirnseite mit angeformten Stabelementen versehen sein, mittels der dann jedes Ringteil an einer der Endscheiben bzw. an einem axial benachbarten Ringteil angebunden werden kann. Dies kann insbesondere dann erwünscht und vorteilhaft sein, wenn das Fil- terelement auf den voneinander abgewandten Seiten des Stützkörpers unterschiedliche Filtermedien aufweist. Beispielsweise kann in Strömungsrichtung des zu reinigenden Fluides bzw. des zu reinigenden Kraftstoffes stromauf des Stützkörpers ein erstes Filtermedium vorgesehen sein, um im Fluid mitgeschleppte Festkörper abzufangen. Darüber hinaus kann dieses erste Filtermedium bewirken, dass im Fluid emulgierte Wasserpartikel durch das Filtermedium koalesziert werden, so dass ausgangsseitig des Filtermediums nur noch eine sehr instabile Emulsion mit vergleichsweise großen Wassertröpfchen vorliegt. Dies lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass das vorgenannte Filtermedium aus einem hydrophilen Material besteht. Nachfolgend kann dann das zu reinigende Fluid bzw. der zu reinigende Kraftstoff ein weiteres Filtermedium durchsetzen, welches beispielsweise aus hydrophobem Material besteht und deshalb einen Durchtritt der vorgenannten Wassertröpfchen verhindert. Diese Wassertröpfchen sammeln sich dann zwischen den beiden unterschiedlichen Filtermedien an und sinken aufgrund ihres vergleichsweise hohen spezifischen Gewichtes nach unten ab, wo sie in einem Wassersammeiraum der Filtereinrichtung aufgefangen werden.

Durch entsprechende strömungsdynamische Ausgestaltung der Stützkörpersegmente bzw. -module lässt sich dann einerseits erreichen, dass die Wassertröpfchen auf Grund der Einwirkung der Schwerkraft zum Wassersammeiraum absinken und andererseits vom zweiten Filtermedium abgestreift werden.

Die Segmente des Stützkörpers für ein Filterelement sind gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung lösbar oder unlösbar miteinander verbunden, z.B. können sie miteinander verrastet, verclipst oder verschweißt bzw.verklebt werden. Der Stützkörper kann in einem Filterelement in einem Ölfilter, oder Kraftstofffilter oder Luftfilter eingesetzt werden. Er besteht vorzugsweise aus mindestens drei Segmenten.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist ein Filterelement einen erfindungsgemäßen Stützkörper auf. Das Filterelement besitzt ein Filtermedium, vorzugsweise Filterpapier, das an dem Stützkörper anliegt, und mindestens eine Endscheibe, mit der der Stützköper lösbar oder unlösbar verbunden ist und die das Filtermedium dichtend aufnimmt.

Die Erfindung umfasst die Möglichkeit, das erfindungsgemäße Filterelement in einem Kraftstofffilter oder einem Ölfilter oder einem Luftfilter einzusetzen. Das Filterelement trennt in Einbaulage innerhalb eines Filtergehäuses einen Innenraum vom übrigen Gehäuseinnenraum ab, vorzugsweise kommuniziert der Innenraum eines Gehäuseunterteils über eine Öffnung in der in Einbaulage unteren Endscheibe mit dem den Stützkörper aufnehmenden Ringraum zwischen den filterwirksamen Wänden. Alternativ kommuniziert der Innenraum nicht mit einem Innenraum des Gehäuseunterteils, sondern direkt mit dem Auslass.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftstofffilters ist in Strömungsrichtung des zu filtrierenden Fluids bzw. Kraftstoffes eine erste Wand aus hydrophilem Filtermaterial und eine zweite Wand aus hydrophobem Filtermaterial vorgesehen.

Die zweite Wand ist radial innerhalb des Stützkörpers angeordnet und umschließt einen Auslassbereich des Filterelementes.

Die Aufteilung des Stützkörpers in Segmente dient nicht dem variablen Längenausgleich des Stützkörpers während des Betriebes der dazugehörigen Filterein- richtung, wie im Stand der Technik bekannt ist, sondern der flexiblen Gestaltung des Stützkörpers und der Reduzierung der Werkzeug kosten für die Herstellung diverser Stützkörper für eine Vielzahl von Anwendungen.

Ein innerhalb des Filtermediums angeordneter Stützkörper dient dazu bei von radial außen nach radial innen durchströmten Filterelementen, das Filtermedium gegen den herrschenden Fluid-Druck abzustützen. Selbstverständlich kann bei andersrum durchströmten Filterelementen auch außen um das Filtermedium herum ein Stützkörper vorhanden sein, der auch in diesem Fall die auftretenden Drücke aufnimmt. Der hierfür nötige Stützkörper, kann ebenfalls segmentiert aufgebaut sein. Bei Bedarf kann der Stützkörper auch mit den Endscheiben verbunden sein.

Im Übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche und die nachfolgende Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung verwiesen.

Schutz wird nicht nur für angegebene oder dargestellte Merkmalskombinationen, sondern auch für prinzipiell beliebige Kombinationen der angegebenen oder dargestellten Einzelmerkmale beansprucht.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 zeigt die bekannte Form des Stützkörpers,

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den bekannten Stützkörper,

Fig. 3 Explosionsdarstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Stützkörpers, Fig. 4 Details eines Segmentes des erfindungsgemäßen Stützkörpers,

Fig. 5 Draufsicht auf ein Segment eines erfindungsgemäßen Stützkörpers,

Fig. 6 Alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stützkörpers,

Fig. 7 Alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stützkörpers,

Fig. 8a und b Draufsicht auf alternative Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen

Stützkörpers,

Fig. 9 Alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stützkörpers,

Fig. 10 Prinzipieller Aufbau eines erfindungsgemäßen Filterelementes in einem Filtergehäuse,

Fig. 1 1 ein schematisiertes Schnittbild eines erfindungsgemäßen Filterelementes in einem Kraftstofffilter.

Zunächst sei darauf hingewiesen, dass in der Zeichnung gleiche Bezugszahlen auf gleiche Elemente verweisen.

Anhand der Fig. 10 wird der prinzipielle Aufbau einer Filtereinrichtung mit erfindungsgemäßem Filterelement erläutert: Die Filtereinrichtung besitzt ein Gehäuse mit einem Gehäuseoberteil 1 und einem Gehäuseunterteil 2. Diese Gehäuseteile 1 und 2 können lösbar mittels Schraub-, Clip-, Bajonett- oder Rastverschluss miteinander verbunden sein. Statt dessen ist auch eine unlösbare Verbindung der Gehäuseteile 1 und 2 mittels Verbördelung, Verschweißung oder Verlötung oder dergleichen möglich. Das Gehäuse besitzt einen Zulauf 3 und einen Ablauf 4. Ein innerhalb des Gehäuses 1 , 2 angeordneter Filtereinsatz 5 unterteilt den Innenraum in eine zulaufseitige Rohseite 19 und eine ablaufseitige Reinseite 27. Das Filterelement 5 besteht im Wesentlichen aus einem ringförmig geschlossenen Filtermedium 1 1 , wobei das Filtermedium 1 1 in der Regel bei Ansicht in Richtung der Ringachse eine sternförmig gefaltete Ringwand bildet. Das Filtermedium 1 1 ist dicht mit einer oberen sowie einer unteren Endscheibe 6 bzw. 9 verbunden, wobei die obere Endscheibe 6 mit einer entsprechenden Öffnung den Ablauf 4 dicht umschließt und die untere Endscheibe 9 im dargestellten Beispiel geschlossen ist. Wie weiter unten (anhand der Fig. 1 1 ) dargestellt wird, kann die untere Endscheibe 9 mit ihrem Außenumfang auch dicht an die Innenwand des Gehäuseunterteiles 2 anschließen und/oder eine Mittelöffnung aufweisen, deren Zweck ebenfalls weiter unten (anhand der Fig. 1 1 ) erläutert wird. Axial zwischen den Endscheiben 6 und 9 ist eine im Wesentlichen gitterrohrartiger Stützkörper 12 angeordnet, der mit zumindest einer der Endscheiben 6 fest verbunden bzw. verbindbar ist und zumindest annähernd eine dem Abstand der Endscheiben 6 und 9 voneinander entsprechende axiale Länge aufweist. Dieser Stützkörper kann einerseits in bekannter Weise zur mechanischen Stabilisierung des Filtereinsatzes 5 dienen. Andererseits kann er, wie weiter unten dargestellt wird, bei der Erfindung auch Zusatzfunktionen übernehmen und insbesondere dazu dienen, die Strömung des Kraftstoffes auf dem Weg zur Reinseite 27 zu formen bzw. zu beeinflussen.

In den Fig. 1 und 2 ist nun der Aufbau des aus der DE 44 17 298 bekannten Stützkörpers dargestellt. Der Stützkörper 12 besitzt in Fig. 1 eine zylinderförmige Gestalt mit in axialer Richtung sich erstreckenden Stabelementen 22 und sich radial erstreckenden Ringelementen 21 . Diese Ringelemente 21 sind am Außenumfang mit axialen Rillen versehen, in die die radial inneren Falze des sternförmig gefalteten Filtermediums 1 1 eingreifen können, so dass einerseits die radial inneren Falze des Filtermediums und andererseits das gesamte Filtermedium 1 1 stabilisiert werden. Dieser bekannte Stützkörper ist als einstückiges Formteil ausgebildet, so dass bei eventuellen konstruktiven Veränderungen des Filtereinsatzes 5 und damit einhergehenden Veränderungen der Abmessungen des Stützkörpers 12 vergleichsweise hohe Werkzeug kosten entstehen.

Deshalb ist gemäß der Erfindung ein gebauter Stützkörper 12 vorgesehen, d.h., der Stützkörper 12 besteht bei der Erfindung aus miteinander zu verbindenden Segmenten, so dass durch unterschiedliche Segmentzahlen und -kombinationen unterschiedlich geformte Stützkörper 12 herstellbar sind, ohne dazu neue aufwändige Formwerkzeuge zu benötigen.

In Fig. 3 ist eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Stützkörpers 12 dargestellt. Es sind drei Segmente 23 vorgesehen, die Untereinheiten des Stützkörpers 12 bilden und in unterschiedlicher Anzahl miteinander kombiniert werden können, um Stützkörper 12 mit unterschiedlichen axialen Längen zu erstellen. Jedes Segment 23 besitzt ein Ringelement 21 mit daran angeordneten Stabelementen 22. Diese Stabelemente können jeweils mit einem Ringelement 21 einstückig verbunden sein. Statt dessen ist es auch möglich, die Stabelemente 22 als separate Teile vorzusehen, die jeweils mit den Ringelementen 21 kombiniert bzw. zusammengesetzt werden. Dazu können an den Stabelementen 22 entsprechende Zapfen angeordnet sein, die in entsprechende Öffnungen an den Ringelementen 21 eingreifen. Auch die Endscheibe 6 besitzt Aufnahmeöffnungen 38, in die die Zapfen 39 der Stabelemente 22 eingesteckt werden. Auf diese Weise lässt sich der Stützkörper 12 mit der unteren Endscheibe 6 verbinden.

Der Stützkörper 12 kann auch mittels anderer aus dem Stand der Technik bekannter Verbindungsarten, wie z.B. Kleb-, Rast- oder Schweißverbindung, mit einer oder beiden Endscheiben 6, 9 verbunden werden, statt dessen kann er auch lose ohne Verbindung mit einer der Endscheiben 6, 9 angeordnet sein. Die Ringelemente 21 des Stützkörpers 12 können wiederum am Außenumfang rilliert sein, um wiederum den radial inneren Falzen des Filtermediums 1 1 eine entsprechende Stabilisierung zu ermöglichen.

Die Explosionsdarstellung der Fig. 3 soll den prinzipiellen Aufbau verdeutlichen. Die Form der Stabelemente 22 kann entweder wie gezeigt strömungsgünstig gewählt werden oder einfach stützend sein ohne positive Beeinflussung der Strömung des gefilterten Fluides. Alternativ können die Stabelemente 22 auch eine andere Form, wie z.B. in den weiteren Ausführungsbeispielen gezeigt, aufweisen.

In der Fig. 4 und 5 ist jeweils ein einzelnes Segment 23 dargestellt. Die Zapfen 39 weisen an dem freien Ende ein kleines Rastelement 35 auf. Das kann zur endgültigen Fixierung der Segmente 23 untereinander oder nur zur vorläufigen Fixierung dienen. Bei der vorläufigen Fixierung erfolgt nach dem Zusammenfügen aller benötigten Segmente 23 und/oder der mindestens einen Endscheibe 6. eine Fixierung, z.B. mittels Laserschweißen oder ähnlichem.

Bei dem Segment wie in Fig. 4 und 5 gezeigt befindet sich eine Aufnahme 38 neben dem Stabelement, das den Zapfen 39 trägt. Das ist nur beispielhaft zu verstehen. Auch die Anzahl der Zapfen 39 und der Aufnahmen 38 ist beliebig, vorzugsweise mindestens zwei.

Die Form der Stabelemente 22, die hier dargestellt ist, bewirkt eine optimale Strömung des Fluides entlang der Krümmung der Stabelemente 22, so dass z.B. das gefilterte Fluid besser und schneller ablaufen kann. Bzw. bei Kraftstofffiltern mit Endabscheider (siehe Fig. 1 1 ) kann die Abscheidung von im Kraftstoff emul- giertem Wasser verbessert werden. Die in Fig. 3 bis 5 gezeigten Stabelemente 22 weisen eine Form in der Art von Leitschaufeln auf. Die genaue Form kann je nach Anforderung so gewählt werden, dass gezielt die Turbulenz erhöht wird o- der die Flüssigkeit einen radial, bzw tangential gerichteten Drall erhält (hier gezeigt).

Auch bei Filterelementen die von innen nach außen durchströmt werden, wobei im Beispiel der Fig. 10 die Funktionen des Zulaufs 3 und des Ablaufs 4 vertauscht werden müssten, kann ein Stützkörper 12 vorgesehen sein. Er ist dann außen am Filtermedium 1 1 angebracht und stützt es gegen den Fluiddruck ab. Auch hier können die Stabelemente 22 der Segmente 23 strömungsgünstig oder turbulenzerzeugend ausgestaltet sein. Das Aussehen des Stützkörpers 12 wäre das Gleiche, wie in Fig. 4-9 zu sehen. Nur wäre das Filtermedium 1 1 innerhalb des Stützkörpers 12 angeordnet und der Stützkörper 12 wäre mit mindestens einer Endscheibe 6 an deren äußerem Umfang verbunden.

Fig. 6 bis 8 zeigen alternative Ausgestaltungen der Stabelemente 22. Es sind unterschiedliche strömungsgünstige oder turbulenzerzeugende Querschnitte der Stabelemente 22 dargestellt. Die jeweilige Form ist durch rechnerische Optimierung an die gewünschten Bedingungen, beispielsweise die Abscheiderate, anzupassen. Daher stellen die gezeigten Formen nur Beispiele dar. Die Stabelemente 22 können wie in den Figuren zu erkennen, teilweise unterschiedlich sein oder auch alle gleich (nicht gezeigt).

Alle gezeigten Stützkörper 12 können auch einteilig als ein Spritzgussteil hergestellt werden. Wichtig ist, dass die Stabelemente 22 eine strömungsbeeinflussen- de Form aufweisen.

Besonders die in den Figuren 6-8 gezeigten Varianten der Stützkörper 12 werden vorzugsweise einteilig hergestellt. Die spezielle Form der Stabelemente 22 fördert die Erzeugung eines Dralls der Flüssigkeit in radialer bzw. tangentialer Rieh- tung, so dass insbesondere bei Kraftstofffiltern die Abscheiderate des emulgier- ten Wasseranteils erhöht wird. Die hier gezeigten Stabelemente 22 bewirken alle zusammen einen Drall der Flüssigkeit in radialer, bzw tangentialer Richtung.

Auch mit lauter identischen Stabelementen 22 wie z.B. in Fig. 3 wird ein radialer, bzw tangentialer Drall erzeugt.

Der Stützkörper 12 ist in den Figuren meist mit einer der Endscheiben 6,9 verbunden. Das ist nicht zwingend erforderlich, denkbar ist auch eine sogenannte lose Anordnung auf der Innenseite des Filterelementes 5.

Die genaue zu verwendende Form der Stabelemente 22 hängt von der Art des Fluides, Luft, Kraftstoff, Öl oder Wasser, von der Größe der Filtereinrichtung und anderen Randbedingungen ab.

Eine besonders flexible Gestaltung des Stützkörpers 12 und seiner Segmente 23 ist in der Fig. 9 zu sehen. Hier werden die Stabelemente 22 alle einzeln hergestellt und die Ringelemente 21 einzeln. Um die Einzelteile zu Segmenten 23 zusammensetzen zu können, weisen die Ringelemente geeignete Aufnahmen 36 auf und die Stabelemente 22 Zapfen 37. Es ist auch umgekehrt möglich. Die Stabelemente 22 werden mit ihren Zapfen 37 in die vorgesehenen Aufnahmen 36 eingesteckt. Damit sich die Stabelemente 22 nicht verdrehen können haben sie jeweils zwei Zapfen 37. So kann auch nach der Montage die Strömungsführung durch die Stabelemente 22 gesichert werden. Damit die Stabelemente 22 sich nicht von alleine von den Ringelementen 21 lösen, kann die Verbindung fixiert werden durch geeignete Methoden, wie z.B. Schweißen, Kleben oder Verklipp- sen. Ein Segment 23 kann in dieser Ausführungsform auch zwei Ringelemente 21 aufweisen, wobei bei der Montage der Segmente 23 zu einem Stützkörper 12 dann immer zwei Ringelemente 21 aneinander anliegen. Durch die Wahl der axi- alen Dicke der Ringelemente 21 kann ein Einfluss auf die Strömung optimiert werden.

Grundsätzlich ist die Wahl der Anzahl und die Dicke der Stabelemente 22 und die Dicke der Ringelemente 21 je nach Bedarf frei wählbar.

In der Fig. 1 1 ist anhand eines speziellen Beispiels eines Kraftstofffilters gezeigt wie der erfindungsgemäße Stützkörper 12 mit einen Drall erzeugende Stabelementen 22 eingesetzt werden kann.

Das in Fig. 1 1 dargestellte Kraftstofffilter besitzt ein im dargestellten Beispiel zweiteiliges Gehäuse mit einem Gehäuseoberteil 1 und einem damit verschraub- baren Gehäuseunterteil 2.

Alternativ kann das Gehäuse auch so ausgebildet sein, dass das Gehäuseoberteil 1 fest mit dem Gehäuseteil 2 verbunden ist, z.B. mittels Verbördelung oder ähnlichem.

Das Gehäuseoberteil 1 besitzt einen Einlass 3 für ungereinigten Kraftstoff sowie einen Auslass 4 für den gereinigten und wasserfreien Kraftstoff. Innerhalb des Gehäuses 1 , 2 ist ein Filterelement 5 angeordnet.

In der in Fig. 1 1 dargestellten Solllage ist das Filterelement 5 einerseits mit einer unteren Endscheibe 6 in das Gehäuseunterteil 2 eingeschoben, und zwar derart, dass auf der Unterseite der Endscheibe 6 angeordnete Rasthaken 7 mit Gegen- rasthaken 8 zusammenwirken, die im Gehäuseunterteil 2 angeordnet sind. Damit bilden das Gehäuseunterteil 2 und das Filterelement 5 eine Montageeinheit, die sich von unten in das Gehäuseoberteil 1 einschrauben lässt. Dabei wird ein an einer oberen Endscheibe 9 des Filterelementes 5 angeordneter Rohrstutzen 10 mit seiner Dichtung 33 dicht mit dem Auslass 4 des Gehäuseoberteils 1 verbunden.

Alternativ kann an der unteren Endscheibe 6 auch noch ein nicht gezeigter Topf angebracht sein, in dem abgeschiedenes Wasser gesammelt wird. Dieser Topf ist dann mit dem Gehäuseunterteil 2 durch geeignete Mittel verbunden, so dass das Filterelement 5 plus Topf im Falle eines Filterelementwechsels aus dem Gehäuseoberteil 1 heraus genommen werden kann. In den Topf greift das Wasserablassventil 34 ein.

Im Fall, dass die beiden Gehäuseteile 2,1 nicht voneinander lösbar sind, ist keine der Endscheiben 6,9 mit einem der Gehäuseteile 2, 1 verbunden.

Zwischen den beiden Endscheiben 6 und 9 ist ein Filtermedium 1 1 angeordnet, welches als ringförmig geschlossene Filterwand aus einem Filterpapier oder dergleichen ausgebildet ist. Die Filterwand des Filtermediums 1 1 bildet in an sich bekannter weise in Draufsicht auf die Endscheiben 6 bzw. 9 einen ringförmig geschlossenen Stern, so dass eine entsprechend große filterwirksame Fläche gegeben ist. Im Übrigen ist das Filtermedium dicht und fest mit den Endscheiben 6 und 9 verbunden.

Radial innerhalb der Filterwand des Filtermediums 1 1 ist ein erfindungemäßer Stützkörper 12 angeordnet, dessen konstruktiver Aufbau weiter oben erläutert wurde. Der von dem Stützkörper 12 umschlossene Innenraum kommuniziert über eine dem Innendurchmesser des Stützkörper 12 angepasste Zentralöffnung 13 in der unteren Endscheibe 6 mit dem Innenraum des Gehäuseunterteiles 2 oder des nicht gezeigten Topfes. Die Umfangswand des Rohrstutzens 10 an der oberen Endscheibe 9 setzt sich nach unten mit Axialstegen 14 fort, deren in der Zeichnung untere Enden fest mit einem Rohrstück 15 verbunden sind. Die Axialstege 14 sind innerhalb eines Endabscheiders 16 angeordnet, welcher eine dicht an das Rohrstück 15 sowie die obere Endscheibe 9 anschließende rohrförmige Filterwand bildet, die die Axialstege 14 umfasst. Die Axialstege 14 sind mit der oberen Endscheibe 9 verbunden, der Rohrstutzen 10 kann an die obere Endscheibe 9 angeformt sein. Der Endabscheider 16 umschließt die Axialstege 14 dicht und ist dicht mit der oberen Endscheibe 9 verbunden.

Der Rohrstutzen 10 weist eine Dichtung 33 auf, die gegenüber dem Gehäuse Roh- von Reinseite dichtet.

In der dargestellten Solllage des Filterelementes 5 wird das von den Axialstegen 14 getragene Rohrstück 15 durch ein Verschlussstück 17 mittels einer weiteren Dichtung 32 dicht abgesperrt. Das Verschlussstück 17 ist an einem Trägerstab 18 angeordnet bzw. angeformt, der seinerseits im Ablauf 4 angeordnet sein kann, vorzugsweise eingesteckt ist. Der Trägerstab 18 besitzt einen unrunden, beispielsweise sternartigen Querschnitt, derart, dass im Ablauf 4 ein hinreichender Ablaufquerschnitt frei bleibt, damit das gereinigte Fluid, hier Kraftstoff, die Filtereinrichtung verlassen kann.

Beim Filterbetrieb gelangt zu reinigender Kraftstoff durch den Zulauf 3 in die Rohseite 19, die innerhalb des Gehäuseoberteils 1 das Filterelement 5 umgibt. Sodann durchsetzt der zu reinigende Kraftstoff das Filterelement 5 radial von außen nach innen, so dass er letztendlich in die mit dem Auslass 4 kommunizierende Reinseite 190 gelangt, die vom Endabscheider 16 umschlossen wird. Auf dem Weg zur Reinseite 190 durchsetzt der Kraftstoff zuerst das Filtermedium 1 1 , welches im Kraftstoff mitgeschleppte Feststoffpartikel zurückhält und im Übrigen im Kraftstoff emulgierte Wassertröpfchen koaleszieren kann, so dass im Raum zwischen dem Filtermedium 1 1 und dem Endabscheider 16 größere Wassertröpfchen auftreten, die aufgrund der Schwerkraft nach unten absinken und durch die Öffnung 13 in der unteren Endscheibe 6 in das als Wasserauffangraum dienende Gehäuseunterteil 2 gelangen und von dort durch eine mittels eines skizzierten Ablassventils 34 gesteuerte Öffnung 20 von Zeit zu Zeit abgeführt werden.

Zusätzlich zum Filtermedium 1 1 kann auf der Außenseite des Stützkörpers 12 ein Koaleszer angeordnet sein, der die Wassertröpfchen weiter vergrößert.

An einem Übertritt der stromab des Filtermediums 1 1 auftretenden Wassertröpfchen in den Ablauf 4 werden die Wassertröpfchen durch den Endabscheider 16 gehindert, welcher beispielsweise als engmaschiges Netz aus einem hydrophobem Material ausgebildet sein kann.

Der Stützkörper 12 hat einerseits eine mechanische Funktion, indem er das Filtermedium 1 1 auf seiner radial inneren Seite abstützt. Dadurch wird das Filtermedium 1 1 insbesondere dann stabilisiert, wenn es, etwa nach einem versäumten Wechsel des Filterelementes 5, eine übermäßige Schmutzfracht abgefangen bzw. aufgenommen haben sollte.

Darüber hinaus kann der Stützkörper 12 auch eine strömungsdynamische Funktion übernehmen, indem die Stabelemente 22, die radial wirken, am Stützkörper 12 nach Art von Leitschaufeln ausgebildet sein können, um innerhalb des Stützkörpers 12 bzw. außerhalb des Endabscheiders 16 eine radiale, bzw tangentiale Drallströmung zu erzeugen, durch die die vorgenannten Wassertröpfchen vom Endabscheider 16 abgestreift werden und zum Wassersammeiraum im Gehäuseunterteil 2 geführt werden können. Gegebenenfalls können die Stabelemente 22 auch als Turbulenzerzeuger ausgebildet sein, um die vorgenannte Drallströ- mung bereichsweise turbulent auszubilden, wodurch die vorgenannten Wassertröpfchen zu besonders großen Tropfen vereinigt werden können.

Weiterhin kann vorgesehen sein, den Stützkörper 12 modular bzw. sequentiert aufzubauen, wie es in den Figuren 3 bis 5 verdeutlicht wird. Beispielsweise kann der Stützkörper 12 aus Ringelementen 21 und Stabelementen 22 zusammengesetzt sein, wobei die Stabelemente 22 beispielsweise mit an ihnen angeformten endseitigen Zapfen in entsprechende Öffnungen an der unteren Endscheibe 6 bzw. an den Ringelementen 21 befestigt werden.

Wie insbesondere der Fig. 1 1 entnommen werden kann, ist der Stützkörper 12 lediglich mit einer der Endscheiben 6 und 9 verbunden, so dass eine Abstandsänderung zwischen den Endscheiben 6 und 9 beim Filterbetrieb, etwa aufgrund eines aufquellenden Filtermediums 1 1 , ohne Weiteres hinnehmbar ist. Die Verbindungen der Segmente 23 des Stützkörpers 12 untereinander und zu der mindestens einen Endscheibe 6 müssen keine axiale Ausdehnung aufnehmen können. Es kann allerdings, wie aus dem Stand der Technik bekannt, die Form der Stabelemente 22 so gewählt werden, dass diese selber eine gewisse axiale Längenänderung kompensieren können.

Am unteren Ende des Trägerstabes 18 bzw. des Verschlussteils 17 ist ein Wasserstandsensor 25 angeordnet, so dass das der Ablassöffnung 20 zugeordnete Ablassventil 34 bedarfsgerecht gesteuert werden kann.

Es kann zusätzlich eine Heizeinrichtung im Trägerstab 18 angeordnet sein, die bei Bedarf den Kraftstoff beheizt.

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Claims

Ansprüche

1 . Filterelement, insbesondere für Kraftstofffilter, mit einem Filtermedium (1 1 , 16), welches eine ringförmig geschlossene filterwirksame Wand aufweist, die sich in Axialrichtung zwischen zwei mit der Wand fest verbundenen Endscheiben (6, 9) erstreckt, und mit einem axial zwischen den Endscheiben (6, 9) angeordneten gitterrohrartigen Stützkörper (12),

dadurch gekennzeichnet,

dass der Stützkörper (12) Segmente (23; 21 , 22) bzw. strömungsformende Elemente nach Art von Leitschaufeln oder Turbulenzerzeugern aufweist.

2. Filterelement, insbesondere für Kraftstofffilter, mit einem Filtermedium (1 1 , 16), welches eine ringförmig geschlossene filterwirksame Wand aufweist, die sich in Axialrichtung zwischen zwei mit der Wand fest verbundenen Endscheiben (6, 9) erstreckt, und mit einem axial zwischen den Endscheiben (6, 9) angeordneten gitterrohrartigen Stützkörper (12),

dadurch gekennzeichnet,

dass der Stützkörper (12) im Wesentlichen Ringteile (21 ) und die Ringteile (21 ) axial verbindende Stabelemente (22) aufweist, wobei die Stabelemente als Leitschaufeln (22) oder Turbulenzerzeuger für eine tangentiale Drall- oder Turbulenzströmung innerhalb oder außerhalb des Stützkörpers (12) ausgebildet sind.

3. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Stützkörper (12) einteilig oder mehrteilig, vorzugsweise modular aufgebaut ist.

4. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

dass in Strömungsrichtung des das Filtermedium durchsetzenden Fluides bzw. Kraftstoffes eine erste Wand (1 1 ) aus hydrophilem Filtermaterial und eine zweite Wand (16) aus hydrophobem Filtermaterial vorgesehen ist.

5. Filterelement nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass die zweite Wand (16) radial innerhalb des Stützkörpers (12) angeordnet ist und einen Ablaufbereich des Filterelementes (5) umschließt.

6. Filterelement für Kraftstofffilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Stützkörper (12) nach Art von Leitschaufeln (22) und/oder Turbulenzerzeugern (23) ausgebildete Elemente zur Erzeugung einer vorgebbaren Strömung eines den Stützkörper (12) in einer Radialrichtung durchsetzenden Fluides aufweist.

7. Kraftstofffilter mit einem Filterelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, 3 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Filterelement (5) in Einbaulage innerhalb eines Filtergehäuses (1 , 2) einen Innenraum eines Gehäuseunterteils (2) vom übrigen Gehäuseinnenraum abtrennt und der Innenraum des Gehäuseunterteils (2) über eine Öffnung (13) in der in Einbaulage unteren Endscheibe (6) mit dem den Stützkörper (12) aufnehmenden Ringraum zwischen den filterwirksamen Wänden (1 1 , 16) kommuniziert.

8. Stützkörper für ein Filterelement, dadurch gekennzeichnet,

dass der Stützkörper (12) aus mehreren, mindestens zwei Segmenten (23) besteht und vorzugsweise zylinderförmig ausgebildet ist, wobei zumindest ein Segment (23) mit einer der Endscheiben (6, 9) verbunden ist.

9. Stützkörper nach Anspruch 7 oder 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Segmente (23) radiale Ringelemente (21 ) und axiale Stabelemente (22) enthalten und

dass die axialen Stabelemente (22) eine strömungsleitende oder eine turbulenzerzeugende Form aufweisen.

10. Stützkörper nach einem der Ansprüche 7, 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Filterelement (5) in einem Ölfilter, oder Kraftstofffilter oder Luftfilter eingesetzt ist.

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