具有预过滤和主过滤元件的燃料过滤器插入件和燃料过滤器的制作方法

本发明涉及具有预过滤元件和主过滤元件的燃料过滤器插入件以及具有这样的燃料过滤器插入件的燃料过滤器。

现有技术

de102008048228a9公开了具有包括预过滤元件和主过滤元件的燃料过滤器插入件的燃料过滤器，所述预过滤元件和主过滤元件可以关于燃料过滤器的纵向轴线同心地布置或者在轴向方向一个在另一个后面地定位。由预过滤元件预过滤的燃料通过布置在过滤器壳体外侧的燃料泵被压力加载地供应至主过滤元件。包括预过滤元件的压力区域和包括燃料过滤器插入件的主过滤元件的压力区域通过复杂构造的过滤器壳体彼此分离。

us3,900,400b公开了具有两个过滤元件的流体过滤器，所述两个过滤元件在流体过滤器的纵向轴线的方向一个在另一个顶部地布置在过滤器壳体中，并且可以彼此独立地更换。过滤器壳体的内部通过下过滤元件的端部盘并且通过壳体夹持板分隔为两个高压区域，所述壳体夹持板通过弹簧弹性地支撑在端部盘上，所述过滤元件中的一个分别布置在所述两个高压区域中。

ep0852158a1公开了具有燃料过滤器插入件的燃料过滤器，所述燃料过滤器插入件具有布置为一个在另一个后面地流体连接并且布置为在燃料过滤器插入件的纵向轴线的方向一个在另一个顶部的两个过滤元件。

wo2006/070221a1公开了另外的燃料过滤器，具有相对于燃料过滤器的纵向轴线同心地布置的预过滤元件和主过滤元件。

de202006004527u1和ep1485605b1中公开了类似的燃料过滤器。

已知的燃料过滤器插入件不十分紧凑并且只能困难地操纵。另外，为了容纳它们，需要具有复杂并且因此昂贵的构造配置的过滤器壳体。

本发明的目标因此是提供燃料过滤器插入件和燃料过滤器，具有预过滤元件和主过滤元件，所述预过滤元件和主过滤元件在提供紧凑配置的同时可以作为一个整体更简单地操纵并且其同时使得具有以最小制造成本的简化配置的过滤器壳体成为可能。

技术实现要素：

涉及燃料过滤器插入件的目标通过具有权利要求1中显示的特征的燃料过滤器插入件来解决。根据本发明的燃料过滤器包括权利要求13中显示的特征。本发明的另外的实施例在描述中以及在从属权利要求中公开。

根据本发明的燃料过滤器插入件包括具有预过滤元件的低压区域和在低压区域的流体下游的具有主过滤元件的高压区域，其中，预过滤元件和主过滤元件在轴向方向相对于过滤器插入件的纵向轴线一个在另一个顶部地布置。过滤器插入件的高压区域和低压区域至少在其部段上通过壁元件彼此分离，所述壁元件在轴向方向从主过滤元件至少部分地延伸通过预过滤元件。优选地，壁元件不论以何种方式在轴向方向从主过滤元件一路延伸通过预过滤元件。由于流体地串联连接的过滤元件，根据本发明的燃料过滤器插入件允许有效地分离包含在燃料中的颗粒污染物。在此上下文中，预过滤元件可以有利地实施为用于过滤粗颗粒污染物的粗过滤器，并且主过滤元件实施为用于过滤来自燃料的更小的颗粒污染物的精过滤器。在此方面，预过滤元件和主过滤元件的过滤介质可以彼此不同，特别是关于其孔隙尺寸彼此不同。由于根据本发明的所述两个过滤元件的布置，在此上下文中能够允许燃料过滤器插入件的简单构造的配置以及特别简单的操纵。另外，预过滤元件和主过滤元件可以配置为模块单元，使得在过滤器壳体中的安装期间或在其更换期间的燃料过滤器插入件的操纵被进一步简化。

根据关于制造技术方面的本发明的有利实施例，壁元件通过一个端部附接至主过滤元件的端部盘，特别是整体地形成在其上。通过整体形成的实施例，可以确保高压区域和低压区域的流体紧密（fluid-tight）和压力紧密（pressure-tight）的密封动作，而不使用壁元件和主过滤元件之间的附加的密封元件。

当今的燃料过滤器的端部盘通常由塑料材料组成并且被生产为注射模制部分。壁元件与主过滤元件的端部盘的一件的配置因此允许燃料过滤器插入件的简化的安装并且同时允许每件的成本最小。另外，与端部盘一起实施为一件的壁元件可以被实施为具有用于在过滤器壳体中安装燃料过滤器插入件的足够高的机械承载能力，以便能够将其（例如通过其自由端部部段）密封紧密地连接在过滤器壳体的壳体结构上。

根据本发明，燃料过滤元件的特别紧凑和合算的配置可以通过以下实现，在预过滤元件和主过滤元件之间布置有用于由预过滤元件预过滤的燃料的流动通道，所述流动通道在轴向方向由预过滤元件和主过滤元件的彼此相关联的端部盘紧挨地（immediately）界定。以此方式产生作为一个整体的燃料过滤元件的简化构造的配置。另外，燃料过滤器插入件可以被合算地制造。在燃料过滤器的过滤器壳体中的安装期间或者在其更换期间，燃料过滤元件的操纵在此上下文中可被进一步简化。流动通道由壁元件在径向方向向内界定。

根据本发明的优选实施例，界定流动通道、特别是作为注射模制塑料部分的预过滤元件和主过滤元件的端部盘可彼此连接，用于共同移除主过滤元件和预过滤元件，特别地其一起实施为一件。以此方式，燃料过滤器插入件的制造、安装和操纵被进一步简化。另外，流动通道的几何结构以及还有端部盘在过滤器壳体中相对于过滤器壳体的燃料出口的可靠定位可以被简化。根据本发明，端部盘在此上下文中可以通过一个或多个距离元件彼此连接，所述一个或多个距离元件布置在所述两个端部盘之间并且整体形成在端部盘二者上。在此上下文中可以理解，流动通道在径向方向可不完全被（多个）距离元件阻塞。

根据本发明，预过滤元件和主过滤元件的界定流动通道的所述两个端部盘可各自还包括（径向的）密封元件，用于流动通道相对于过滤器壳体的可靠的密封动作。密封元件有利地由（耐燃料的）弹性体组成。以此方式，粘接至过滤器壳体内侧的污染物或预过滤元件以及主过滤元件/过滤器壳体的制造公差可以被补偿。

燃料实际上可包括相关的水含量，其可导致高压燃料注射系统或柴油发动机的损坏或失效。根据本发明的优选实施例，燃料过滤器插入件因此包括水分离单元，用于分离包含在燃料中的水。

根据本发明，水分离单元可以包括，或者至少部分地形成水排放通道，用于从燃料分离的水，所述水排放通道在轴向方向至少部分地延伸通过预过滤元件。在此上下文中，水排放通道可以由壁元件在径向方向向外（紧挨地）界定。

水分离单元有利地包括水分离间隙，其通过一个端部流体地连接至水排放通道。根据本发明的优选实施例，水分离间隙布置在主过滤元件的过滤介质和筛管之间。筛管用作为用于包含在燃料中的水的最终的分离器，并且允许特别有效地分离水。

当水分离单元包括聚结介质时，燃料过滤元件的水分离效率可以甚至被进一步改善。通过聚结介质，更小的水滴可以被结合成更大的水滴，使得它们由于重力可以更易于沉淀。为了使分离效率尽可能大的目的，聚结介质可以流体地布置在主过滤元件的过滤介质的下游。聚结介质可以根据需要配置为单层或可以是多层。

根据本发明，预过滤元件和主过滤元件各自优选地包括绕燃料过滤器插入件的纵向轴线环形布置的过滤介质。在此上下文中过滤介质可以被燃料在径向方向相对于过滤器插入件的纵向轴线从外部到内部流动通过，并且被向内支撑在网格形的支撑管上，以便当燃料在径向方向从外部到内部流动通过过滤介质时阻止过滤介质的坍塌。在此上下文中过滤介质可以被分别实施为以星形折叠的过滤器波纹管。

根据本发明，在壁元件和预过滤元件的背离主过滤元件的下端部盘之间，可以形成环形接收槽，用于接收过滤器壳体插槽（socket），特别是过滤器壳体的水排放插槽。

作为接收槽的配置的替代，壁元件可以被密封紧密地连接至下端部盘。在此情况下壳体插槽或水排放插槽上的密封动作可以例如通过在径向方向向内布置在壁元件上的密封元件实现。

根据本发明的燃料过滤器包括过滤器壳体和布置在其中的燃料过滤器插入件，其中过滤器壳体包括（优选地侧向布置的）燃料入口和（优选地侧向布置的）燃料出口，用于在预过滤元件中预过滤的燃料。过滤器壳体的燃料入口和燃料出口在低压区域和高压区域之间流体地互连，并且用于连接燃料泵。

燃料过滤器插入件根据燃料过滤器的实施例通过其两个端部盘定位，所述两个端部盘密封紧密地抵靠过滤器壳体的内侧界定流动通道，其中流动通道与燃料出口流体地连接。

根据本发明的燃料过滤器的过滤器壳体可包括布置在过滤器插入件下方的燃料排放通道，其中，在过滤器壳体中的过滤器插入件的操作位置中，预过滤元件和主过滤元件的各自的原始侧（raw-side）相对于燃料排放通道通过过滤器插入件在过滤器壳体上的密封紧密接触来密封，并且其中，通过将过滤器插入件轴向定向地移动出其操作位置，主过滤元件的原始侧经由预过滤元件的原始侧流体可连接至燃料排放通道。

附图说明

附图示出了：

图1以透视截面图示出了具有过滤器壳体和过滤器插入件的燃料过滤器，所述过滤器插入件布置在过滤器壳体中并且包括预过滤元件和主过滤元件；

图2以纵向截面视图示出了图1的燃料过滤器；以及

图3以分解截面图示出了图1的过滤器插入件。

具体实施方式

在图1和2中，图示了用于过滤出包含在燃料（特别是柴油燃料）中的污染物的燃料过滤器10。燃料过滤器10例如适合用于在具有内燃发动机的商用车辆中使用。

燃料过滤器10包括具有过滤器杯14并具有插入开口16并具有用于关闭过滤器杯14的壳体盖18的可打开的过滤器壳体12。过滤器盖18可以被旋入过滤器杯14中。过滤器盖18在过滤器杯14上的不同类型的附接是可以想到的。过滤器壳体12可以例如由金属或塑料材料组成。在过滤器壳体12的下端部处形成所谓的过滤器杯20。燃料过滤器10因此以通常已知的方式设计用于操作中的直立布置。

过滤器壳体12包括燃料入口22，其用于将待过滤的燃料例如从燃料箱（未示出）供应至燃料过滤器10。过滤器壳体的燃料返回部24用于将污染的燃料例如返回至前述燃料箱。

燃料过滤器插入件26布置在过滤器壳体12的内部中。燃料过滤器插入件26包括预过滤元件28和主过滤元件30。所述两个过滤元件28、30在燃料过滤器的纵向轴线32的方向一个在另一个顶部地布置在过滤器壳体12中。燃料过滤器的纵向轴线32与燃料过滤器插入件26的纵向轴线34一致。主过滤元件30流体地布置在预过滤元件28的下游。换言之，在操作中待过滤的燃料目前首先流动通过布置在过滤器壳体中的底部处的预过滤元件28，并且随后流动通过布置在预过滤元件28上方的主过滤元件30。

预过滤元件28和主过滤元件30中的每一个设计为具有过滤介质36的圆形过滤元件，其相对于过滤器插入件的纵向轴线34环形地布置。预过滤元件28以及主过滤元件30的过滤介质36可以被待过滤的燃料在径向方向相对于燃料过滤器插入件26的纵向轴线34从外部到内部流动通过。过滤介质36中的每一个被实施为以星形折叠的过滤器波纹管并且固定在各自的过滤元件的下端部盘和上端部盘38、40之间。主过滤元件30的上端部盘40可以被可拆卸地联接，或者通过卡口连接41（卡扣连接或类似方式）与壳体盖18可拆卸地联接。为了预过滤元件28以及主过滤元件30的过滤介质36的径向内支撑，分别设置网格形的支撑管42。过滤介质36向内倚靠在各自的支撑管上，优选紧挨地倚靠。

预过滤元件和主过滤元件的彼此相关联的端部盘38、40（即主过滤元件30的下端部盘38和预过滤元件的上端部盘40）在轴向方向彼此间隔开地布置。所述两个端部盘38、40通过密封元件43密封地（流体紧密地）分别倚靠过滤器壳体的内侧。所述两个端部盘38、40因此用作密封盘，通过所述密封盘，过滤器壳体的内部在轴向方向被划分为包括预过滤元件28的预过滤腔室44和包括主过滤元件的主过滤腔室46。在预过滤元件28的上端部盘40和主过滤元件30的下端部盘38之间，布置有用于已被预过滤元件28预过滤的燃料的流动通道48。流动通道48在轴向方向由预过滤元件和主过滤元件的彼此相关联的端部盘38、40紧挨地界定。

预过滤元件28的上端部盘40和主过滤元件30的下端部盘38被彼此连接，用于共同移除主过滤元件和预过滤元件30、28，特别是其一起被形成为一件并且可以特别地实施为注射模制的塑料部分。如可以在图1和2中看到的，在所述两个端部盘之间布置有距离元件50，其分别连接至所述两个端部盘，特别地整体形成在其上。

流动通道48大体上以环形配置实施，并且在径向方向与过滤器壳体12的内壁52流体地连接。流动通道48在出口侧被流体地连接至过滤器壳体12的侧向（径向）布置的燃料出口54。燃料泵56可连接至燃料出口54。燃料泵56用于将污染的燃料吸入预过滤腔室44中且通过预过滤元件28，并且通过过滤器壳体12的燃料入口（由58标识）将已被引导出过滤器壳体12的预过滤的燃料再次泵送进入过滤器壳体12的主过滤腔室46中。这被完成，以便将预过滤的燃料引导通过主过滤元件30的过滤介质36。燃料入口58布置为相对于过滤器壳体12的燃料出口54轴向放置。

主过滤元件30包括水分离单元60，用于分离包含在燃料中的水。水分离单元60包括绕燃料过滤器插入件26的纵向轴线34以环形形状布置的聚结介质62。如图1和2中所示，聚结介质62特别地流体地布置在主过滤元件30的过滤介质36的下游。在此上下文中，聚结介质36有利地向内倚靠中心管64，使得当在燃料过滤器10的操作中承载有压力时其不会坍塌。中心管64布置在支撑管42内侧并且与燃料过滤器插入件26的纵向轴线34同轴。聚结介质62因此布置在主过滤元件30的过滤介质36的支撑管42和中心管64之间。如所需要地，聚结介质62可以被实施为单层或多层，并且可以例如由无纺织物组成。

如在图1和2中可以看到的，筛管66布置在中心管内。筛管66功能地用作为用于包含在燃料中的水的最终的分离器。筛管66被布置成相对于燃料过滤器插入件26的纵向轴线34同轴地延伸。筛管66的内部通过燃料排放通道68与过滤器壳体12的燃料通道70流体地连接，所述燃料排放通道68在轴向方向部分地延伸通过预过滤元件28。已被预过滤元件和主过滤元件28、30过滤并且水已至少部分地从其中移除的燃料，在操作中从筛管66的内部流动通过燃料排放通道68和过滤器壳体12的燃料通道70，在向下方向流动到燃料过滤器插入件26之外。

环形的水分离间隙72形成在筛管66和聚结介质62或中心管64之间。水分离间隙72配置为在向下方向敞开并且通过一个端部与沿长度方向延伸的水排放通道74流体地连接。

在主过滤元件30的下端部盘38处，大体上管形的壁元件76被附接，特别是整体形成在该处，其在轴向方向在过滤器头部的方向（即在向下方向）延伸离开主过滤元件30的下端部盘38。壁元件76在轴向方向延伸至预过滤元件28的下端部盘38的水平，进入预过滤元件。壁元件76在内侧上在径向方向界定预过滤腔室44，并且相对于燃料过滤器插入件26的水排放通道74将其分离。换言之，用于从燃料分离的水的水排放通道74由管形的壁元件76在径向方向向外紧挨地界定。

作为一个整体，壁元件76因此彼此分离出包括燃料过滤器插入件26的预过滤元件28的低压区域78和包括燃料过滤器插入件26的主过滤元件30的高压区域80。

水排放通道68在轴向方向可以整个或部分地延伸通过预过滤元件28并且通过过滤器壳体12的壳体插槽或水排放插槽82与过滤器壳体12的水排放通道或水收集腔室84流体地连接。

管形的壁元件76和预过滤元件28的下端部盘38一起界定接收槽86，壳体插槽或水排放插槽82密封紧密地在轴向方向突出进入所述接收槽86中。壁元件76通过密封元件43密封紧密地倚靠在水排放插槽82的内侧上，并且预过滤元件28的下端部盘38通过另外的密封元件43密封紧密地倚靠在水排放插槽82的外部侧上。以此方式，低压区域或预过滤腔室44相对于高压区域或水排放通道74被密封。

在径向方向，水排放通道74在内侧上由管形元件88界定。管形元件88同时形成燃料排放通道68的径向外部边界。管形元件88的一个端部通过连接部段90整体形成在燃料过滤器10的中心布置的通风管92上，所述连接部段90相对于燃料过滤器插入件34的纵向轴线倾斜延伸并且是有孔的（未图示）。替代地，管形元件还可以被形成为燃料过滤器插入件26的筛管66的部分。

筛管66的自由端部部段形成为密封唇缘或者形成为密封轴环94，并且绕整个周边密封紧密地倚靠在管形元件88的外部上。通风管92的管形元件88通过另一端部（即，其下端部）与过滤器壳体12的燃料排放插槽96锁定（或螺旋连接），并且通过密封元件43密封紧密地抵靠其倚靠在内侧上。

通风管92用于为主过滤元件30或主过滤腔室46通风，并且与燃料过滤器插入件的纵向轴线34同轴地延伸通过燃料过滤器插入件。通风管92通过其在一个端部处的入口开口98可轴向地突出超过主过滤元件30的上端部盘40。在此情况下通风管92的入口开口98可以布置在壳体盖18和主过滤元件30的上端部盘40之间。应理解，通风管92还可以布置为与主过滤元件的上端部盘40齐平或大体上齐平。通风管92通过另一端部密封紧密地突出进入过滤器壳体12的通风插槽100中。通风插槽100可以与过滤器壳体12的燃料返回部24流体地连接。在燃料过滤器10的操作中，在主过滤腔室46的区域中，包含在燃料中的空气或者燃料的除气的物质可以通过通风管92和过滤器壳体12的燃料返回部24以此方式排出过滤器壳体12。为了安全的原因，通风管92例如在其入口开口98的区域中可以设置有节流阀102。

预过滤腔室44在向下方向由过滤器壳体12的壳体底部104界定。在其图示的安装状态中，预过滤元件28被布置为与壳体底部104轴向地间隔开。以此方式，在预过滤元件28的下端部盘38和壳体底部104之间，形成或限定燃料排放通道106。燃料排放通道106围绕燃料过滤器壳体12的纵向轴线34，并且朝向过滤器壳体12的燃料返回部24敞开，即与其流体地连接。

过滤器杯14包括以台阶形（step-wise）方式在朝向壳体底部102的方向（即在燃料过滤器插入件的插入方向108）轴向渐缩的内横截面。以此方式，过滤器壳体12包括在其内壁52的区域中的密封表面部段110，用于燃料过滤器插入件的端部盘38、40的密封紧密接触，其随着在壳体底部104的方向距过滤器壳体12的插入开口16的间隔的增加而相对于燃料过滤元件26的纵向轴线34间隔得更近。以与此相对应的方式，主过滤元件30的下端部盘38的密封元件43以及预过滤元件28的所述两个端部盘38、40的密封元件43距燃料过滤器插入件26的纵向轴线34不同地间隔开，并且在过滤器壳体12中的燃料过滤器插入件26的图示的操作位置中密封紧密地倚靠过滤器杯20的密封表面部段110。以此方式，燃料过滤器插入件26可以以简化的方式并且没有其密封元件43的不必要的过度应力（overstressing）而被插入其在过滤器壳体中的操作位置中。

为了更换燃料过滤器插入件26，所述燃料过滤器插入件26与插入方向108相反地被轴向移动出过滤器杯14。一旦燃料过滤器插入件已通过在112（图2）处标识的轴向行进行程从其图示的安装位置移动进入排放位置中，则预过滤元件28的下端部盘和上端部盘38、40的密封元件43以及主过滤元件30的下端部盘38的密封元件43从其在过滤器壳体12上的各自的密封位置或水排放插槽82移除。因此，主过滤腔室46经由预过滤腔室44与燃料排放通道106流体地连接。以此方式，随着重力，原始侧燃料可以从主过滤腔室46流动通过预过滤腔室44，并与布置在该处的原始侧燃料一起，进入燃料排放通道106。通过燃料排放通道106，燃料可以流动至燃料返回部24。

应指出，壳体相关联的水排放插槽82的轴向长度被确定尺寸为使得在燃料过滤器插入件26的排放位置中的壁元件76的密封元件43仍然密封紧密地接触水排放插槽82。以此方式，确保了来自预过滤腔室44的燃料不会到达燃料过滤器10的清洁侧（cleanside），在此处为燃料通道70的燃料排放插槽96或水排放（插槽）。

图3以分解图示和以纵向截面示出了图1和2的燃料过滤器插入件。筛管66的网格结构可以在此图示中被清楚地看到。筛管66与主过滤元件30的上端部盘40连接（例如锁定）。筛管的密封轴环94可以由弹性可变形（塑料）材料组成。当燃料过滤器插入件26被轴向定向地引入过滤器壳体中（图1和2）时，密封轴环94可因此通过在通风管92的倾斜延伸的连接部段90上被引导而被密封紧密地推动到管形元件88上。主过滤元件30的下端部盘38在内周边处包括保持支柱114。保持支柱114在主过滤元件30的上端部盘40的方向轴向突出离开下端部盘38，并且在内侧上支撑中心管64。

在燃料过滤器10的操作中，通过燃料泵被吸入的未过滤的燃料流动通过过滤器壳体的燃料入口22，进入预过滤腔室44，并且在径向方向从外部到内部穿过预过滤元件28的过滤介质36。由于主过滤元件的管形壁元件76，燃料经由流动通道48和过滤器壳体的侧向燃料出口54流动进入燃料泵56中。通过在燃料出口54和燃料入口58之间流体地互连的燃料泵，预过滤的燃料被泵送进入过滤器壳体12的主过滤腔室46中。预过滤的燃料在径向方向相对于燃料过滤器插入件26的纵向轴线34从外部到内部流动通过主过滤元件30的过滤介质36、聚结介质62和筛管。这样做时，包含在燃料中的水被至少部分地从燃料分离，并且随着重力在向下方向从水分离间隙72流动通过水排放通道68进入过滤器壳体12的水收集腔室84中。污染物已经以此方式从其中移除的燃料流动通过燃料通道70流出燃料过滤器10并且可以被供应至内燃发动机或燃料注射泵。

为了更换燃料过滤器插入件26，在第一步骤中壳体盖18从过滤器杯20移除。壳体盖18和燃料过滤器插入件26之间的卡口连接41由于壳体盖18的螺旋移动而变得闭合或被闭合。由于在过滤器壳体12的纵向轴线32的方向轴向地螺旋移动出其安装位置（图1和2），燃料过滤器插入件26作为一个整体被移动。一旦过滤器插入件处于排放位置，则原始侧（预过滤的）燃料流出过滤器壳体12的主过滤腔室46进入过滤器壳体12的预过滤腔室44中，并且与布置在该处的原始侧燃料一起经由燃料排放通道106流动进入燃料返回部24中，以及根据具体情况进入与其流体地连接的燃料箱。当将壳体盖18与燃料过滤器插入件26一起从过滤器杯14进一步旋开或拿开时，接触水排放插槽82的预过滤元件28的下端部盘38的密封元件43以及壁元件76的内密封元件43被移出其在水排放插槽82处的密封紧密接触。在清洁侧处的燃料水混合物的可能存在的液面可以于是在径向方向向外流动进入燃料排放通道106中，并且可以经由燃料返回部24流出过滤器壳体12。在将燃料过滤器插入件26从过滤器杯完全移除之后，其从壳体盖18分离并且新的燃料过滤器插入件26被紧固至壳体盖18。燃料过滤器插入件26随后在插入方向插入到过滤器杯14中，并且通过将壳体盖18旋到过滤器杯14上而被转移到其安装位置中（图1和2）。