过滤系统、关闭元件和过滤元件的制作方法

本发明涉及用于过滤流体（具体地是燃料或油）的过滤元件；包括过滤元件（具体地是车辆的燃料过滤器或油过滤器）的过滤系统；和用于所述过滤系统的关闭元件。

背景技术：

当液体过滤器（例如用于柴油燃料的燃料过滤器）在操作时，当已经移开过滤元件时，必须避免将未净化的液体传送到内燃发动机。

ep1937962b1因此提出在过滤壳体的上部区域设置滑动阀，具有当已经插入过滤元件时定位成与壳体固定中心管上的贯通开口对准的贯通开口。

然而，不具有壳体固定中心管的过滤系统也是已知的，其中，取而代之使用包括元件侧中心管的过滤元件。例如在wo2014/191486a1中描述此过滤系统。

技术实现要素：

本发明因此处理构造过滤系统的问题，从而当移开过滤元件时，即在具有元件固定中心管的情况下，也能够容易且可靠地避免过滤后侧的污染。

本发明还处理产生用于包括元件固定中心管的过滤系统的关闭元件的问题。

上述问题根据本发明的一个方面借助于包括壳体的过滤系统解决，在所述壳体中，可更换过滤元件布置在过滤前侧和过滤后侧之间，过滤元件包括元件固定中心管并在壳体侧具有关闭元件，当移开过滤元件时，所述关闭元件关闭过滤后侧。

根据本发明的另一方面，该问题由能够由可更换过滤元件的元件固定致动元件致动的关闭元件解决。

本发明的有利构造和优势由附加权利要求、描述和附图得出。

提出具有壳体的过滤系统，在所述壳体中，可更换过滤元件布置在过滤前侧和过滤后侧之间，所述过滤元件包括元件固定中心管，其中，关闭元件设置在壳体侧上，当已经插入过滤元件时，关闭元件打开过滤后侧流体出口，当已经移开过滤元件时，关闭元件阻挡过滤后侧流体出口，其中，过滤元件具有用于关闭元件的致动元件。

可以具体地设置过滤系统，从而在具有内燃发动机的车辆中过滤燃料。过滤元件可以具体地配备有元件固定通风管。当移开过滤元件时，关闭元件可靠地将过滤后侧从过滤前侧分离。这使得在维护期间阻止未净化燃料到达过滤后侧是可能的。关闭元件使得在过滤元件内部使用安装空间用于高效地将水从已过滤燃料分离是可能的。关闭元件减轻压力损失，因为在流体的流动通路中不需要壳体固定中心管或迷宫偏转部。在维护期间，能够清扫或冲洗过滤盆。关闭元件相比于壳体固定中心管是更不繁重和更小的部件。

关闭元件需要布置在壳体底部部分中的阀。这导致在过滤元件中对于压力损失和流动表现特别有利的布置。

根据优选实施例，关闭元件可以用紧固器件布置在壳体侧紧固桩（fasteningstub）上，其中，关闭元件的区域抵靠其外部壁或内部壁邻接。这导致能够展现为对工具有利的非常紧凑的布置。在一个实施例中，关闭元件的紧固器件可以在内侧抵靠紧固桩邻接。随后，紧固桩的外部壁能够有利地用来密封并用作用于关闭元件的滑动套管的滑动表面。能够将净化的流体引导进入关闭元件的内部空间的区域。

可替代地，关闭元件的紧固器件可以在外侧抵靠紧固桩邻接。随后，紧固器件的外侧能够有利地用来密封并用作用于关闭元件的滑动套管的滑动表面。能够将净化的流体引导进入关闭元件的内部空间的区域。

根据优选实施例，致动元件可以包括过滤元件的一个或更多个轴向支撑肋，所述一个或更多个轴向支撑肋布置在过滤后侧上并在轴向方向按压在关闭元件的可移动滑动套管上。有利地，致动元件可以使滑动套管逆着弹簧力移动并打开到过滤后侧的流。如果移开过滤元件，且因此移开致动元件，那么弹簧力使滑动套管朝向阀座移动，从而阻挡到过滤后侧的流。于是保护过滤后侧免受异物和污染。

根据本发明，关闭元件具有用于接收元件固定通风管的轴向开口。将壳体底部区域的壳体固定关闭元件与元件固定通风管结合总体上实现了较低压力损失和较大沉降间隙两者，以及从已过滤燃料的改进的水分离，因为在过滤系统中，没有可以阻碍水滴沉降的向上导向的流。开口构造用于不漏流体地连接到通风管。当过滤元件插入过滤系统时，通风管能够插入开口，能够因此轴向引导过滤元件。密封件可以布置在通风管和开口之间，例如在通风管的下端部周围以o型环的形式，其中，开口的壁用作密封表面。反转的布置也是可以想到的，必需的其他密封方式也是可以想到的。

根据优选实施例，过滤元件可以设置有水分离装置，水分离装置布置在过滤后侧上并包括最终分离器和/或聚结器，所述最终分离器和/或聚结器绕着通风管同心地布置。在过滤元件内，关闭元件产生用于有效水分离的空间。例如，燃料可以包含一定量的水，所述一定量的水能够损坏内燃发动机的喷射系统。为了避免此，可以将包含的水置于过滤系统的过滤后侧上旋转，例如经由旋转装置，并因此由于水与燃料的不同的比重而将包含的水分离并单独排放。可替代地，聚结器用于将小水滴凝聚成较大的水滴，随后能够将所述较大的水滴收集并由于重力在最终分离器处流出。在水分离中，聚结器、水滴的沉降空间形状和最终分离器能够有利地一起作为水分离装置工作。

根据本发明的另一个方面提出用于过滤系统的关闭元件，其中，可更换过滤元件能够布置在过滤前侧和过滤后侧之间，所述可更换过滤元件包括具有支座的阀本体，所述支座用于沿着阀本体轴向可滑动的滑动套管，其中，滑动套管具有用于外部致动元件的接触表面，并能够由致动元件的应用从支座移开。关闭元件还包括用于元件固定通风管的轴向连续开口。

根据优选实施例，滑动套管可以包括与阀本体同轴的具有一个或更多个贯通开口的内部区域和与内部区域和阀本体同轴布置的裙状区域，其中，密封表面布置在内部区域，在关闭状态中，将密封表面设置用于抵靠阀座邻接。在打开状态中，内部和外部套管区域之间的空间用作贯通流区域。

根据优选实施例，接触表面可以布置在密封表面径向外侧。这允许在安装状态中通过致动元件的可靠和没有问题的接触。

根据优选实施例，在安装状态中，外部裙状区域可以设置为在其内部侧上的密封表面。此内部表面具体地可以形成抵靠紧固桩的接触表面，用于接收关闭元件。可替代地，内部表面具体地可以形成抵靠紧固元件的接触表面，关闭元件通过所述紧固元件紧固到紧固桩。

根据优选实施例，具体地包括用于移动滑动套管的压缩弹簧的弹簧接收区域可以在支座的下游构造。有利地，压缩弹簧可以布置在那里。压缩弹簧可以由金属或可替代地由塑料形成，优选地由玻璃纤维强化塑料形成。可以选择弹簧力，从而即使没有通过致动元件的滑动套管的机械致动，燃料流动通过过滤系统且例如燃料到达高压泵是可能的，但是通过现在液压打开的关闭元件的流动阻力表明到终端用户的高压力损失，且因此产生维护信号。可替代地，可以选择弹簧力，从而在没有通过致动元件的机械致动的情况下，在低压回路中的压力不足以打开关闭元件，且因此没有插入的过滤元件不可能操作内燃发动机。

根据优选实施例，具有用于紧固到安装位置的紧固器件的紧固元件可以设置在阀本体的滑动套管侧端部。有利地，这可以是例如锁钩，所述锁钩能够牢固地钩到紧固桩形式的壳体侧对立元件上。

根据优选实施例，弹簧接收区域可以与紧固器件同轴地布置。这允许关闭元件的紧凑构造。

根据优选实施例，在轴向方向的中心开口可以设置在阀本体的位于与阀本体的滑动套管侧端部相对的端部。此开口可以有利地用于接收过滤元件的通风管。

根据本发明的另一方面提出用于过滤系统的具有元件固定中心管的可更换过滤元件，所述过滤系统包括壳体，其中，可更换过滤元件布置在过滤前侧和过滤后侧之间，并包括用于壳体侧关闭元件的元件固定致动元件，所述关闭元件当插入过滤元件时打开过滤后侧流体出口，当移开过滤元件时阻挡过滤后侧流体出口。元件还包括水分离装置，水分离装置布置在过滤后侧上并包括绕着通风管同心地布置的最终分离器和/或聚结器。致动元件具有布置在过滤后侧上并抵靠通风管径向支撑最终分离器的轴向支撑肋。

附图说明

进一步优势由附图的下述描述产生。附图描述了本发明的实施例。附图、说明和权利要求结合地包含许多特征。本领域技术人员也将合适地单独考虑所述特征并将所述特征结合到合理的额外结合中。

通过示例：

图1示出了通过具有根据本发明的一个实施例的壳体侧关闭元件的用于车辆中燃料过滤的过滤系统的纵向横截面；

图2示出了图1的纵向横截面的下部部分的细节视图，具有过滤系统中关闭元件的布置细节；

图3示出了来自图1的关闭元件在打开状态下的细节视图；

图4示出了来自图1的关闭元件在关闭状态下的细节视图；

图5示出了具有根据第二实施例的壳体侧关闭元件的过滤系统；和

图6示出了来自图5的关闭元件在打开状态下的细节视图。

图7示出了来自图5的关闭元件在关闭状态下的细节视图。

具体实施方式

在附图中，相同或相似的部件用相同的附图标记编号。附图仅示出示例，本质上不被理解为限制。

本发明通过燃料过滤器描述，所述燃料过滤器也可以通过对构造的相应调整被设置用于其他过滤系统。

图1示出了通过根据本发明实施例的在车辆中用于燃料过滤的过滤系统200的纵向横截面。图2示出了图1的纵向横截面的下部部分的细节视图，具有过滤系统200中关闭元件10的布置细节。

过滤系统200包括壳体210，所述壳体具有包括底部214的壳体下部部分212和以可旋拧盖形式的壳体上部部分218，以及布置在壳体210中且将过滤前侧202从过滤后侧204分离的过滤元件100。过滤元件100可以在轴向方向（例如，从外侧到内侧）接收通过其的流。

过滤元件是例如具有关闭的上端部板112和打开的下端部板114的圆柱本体。过滤波纹管110可以是例如星形折叠的。过滤波纹管110布置在元件固定中心管116上，并围绕作为水分离装置120的最终分离器130，从而在过滤后侧204将水从燃料分离。可选地，聚结器可以设置在中心管116和最终分离器130之间，从而改进水分离。水经由水通路238在过滤后侧上收集，进入在过滤元件100下面的收集空间240。将净化的燃料引导通过打开的端部板114至流体出口250。中心通道248设置为到容器（未示出）的回流部。

过滤元件100还包括由过滤波纹管110和最终分离器130同轴围绕的元件固定通风管150。通风管150在关闭的端部板112上的上端部具有通风开口170，且在关闭元件10的轴向开口60中的下端部用密封环154插入并封闭。当过滤系统200投入运行时，空气存在于通风管150中，而在运行期间，通风管150填充有过滤前侧202的燃料。

过滤元件100例如以卡扣连接到壳体上部部分218的形式连接到快速连接器，且可以因此在未旋拧的壳体上部部分218的情况下从壳体下部部分212拉出，例如，当由于维护目的更换过滤元件100时。

例如在wo2014/191486a1中描述了某些过滤元件和包括元件固定中心管和元件固定通风管线作为中心支撑管的过滤系统。

根据本发明，过滤系统200具有在壳体侧上的关闭元件10，当已经插入过滤元件100时，关闭元件10打开过滤后侧流体出口250，当已经移开过滤元件100时，关闭元件10阻挡过滤后侧流体出口250。为此目的，过滤元件100具有用于关闭元件10的致动元件160。

关闭元件10布置在壳体210的底部部分214中，并在紧固桩220中固定在其处，其中，关闭元件10的滑动套管40的裙状区域42抵靠围绕紧固桩220的圆柱部分222的外部壁邻接。外部壁形成用于滑动套管40的裙状区域42的滑动和密封表面。关闭元件10例如用紧固器件钩在紧固桩220的内部壁上。

致动元件160包括过滤元件100的多个轴向支撑肋152，所述多个轴向支撑肋布置在过滤后侧上并在轴向方向按压在关闭元件10的可移动滑动套管40上。支撑肋152支撑最终分离器130径向朝向通风管150。

由支撑肋152在底部214的方向对滑动套管40的按压打开贯通流通过在关闭元件10的滑动套管40的内部区域中的以多个贯通开口形式的过滤后流体通道50到流体出口250。

关闭元件10在图3和4中详细描述。图3和4分别示出了处于打开状态和处于关闭状态的关闭元件10。

关闭元件10包括具有阀座30的基本上圆柱形的阀本体12，所述阀座延伸以在外部周边上径向地突起，用于可以沿着阀本体12轴向移位且同轴地围绕阀本体12的滑动套管40。

具有压缩弹簧20的弹簧接收区域16布置在阀本体12的滑动套管侧自由端上，其中，压缩弹簧20在阀本体12的自由端处的弹簧座18和在滑动套管40的内部区域中的部分46的弹簧座之间延伸。压缩弹簧20抵靠部分46的平坦部在下端部邻接。部分46在其内部周边上是圆柱形的，且能够因此沿着阀本体12滑动，从而关闭或打开关闭元件10，并从在其外部侧用于压缩弹簧20的座圆锥地扩宽至滑动套管40的区域49，区域49过渡至不漏流体的同轴地围绕部分46的裙状外部区域42。外部区域42延伸至阀本体12的自由端且部分地围绕弹簧接收区域16。区域49具有用于致动元件160的接触表面48（图1和2），所述致动元件定向离开阀本体12的自由端。

周向密封表面38布置在滑动套管40的内部部分46和外部区域42之间，所述周向密封表面在关闭元件10的关闭状态（图4）中抵靠以阀座30的周向密封表面34形式的密封器件32来支承。例如，密封表面34、38具有互补的形状且被构造成相对于阀本体12的纵向轴线倾斜。滑动套管40的内部区域的部分46中的过滤后流体通道50设置成位于密封表面38轴向内部。

用于邻接外部致动元件160（例如来自图1和2的支撑肋）的环形接触表面48在部分46和裙状区域42之间构造在密封表面38径向外部。在插入过滤元件100时（图1和2），致动元件160将滑动套管40按压至壳体的底部，并因此打开过滤后流体通道50。在移开过滤元件100时（图1和2），压缩弹簧20用其密封表面38抵靠密封器件32按压滑动套管40，并随之关闭过滤后流体通道50。

在安装状态中，在其内部侧44上，外部裙状区域42用作圆柱形部分222（图1和2）的支承表面和密封表面。

紧固元件24设置在阀本体12的滑动套管侧自由端，所述紧固元件具有以锁钩形式的紧固器件14，用于紧固到安装位置。锁钩例如定向向内且能够牢固地钩在壳体210的对立元件（紧固桩220）上（图1和2）。以o型环形式的密封件22密封紧固器件14和弹簧容器16之间的区域，所述弹簧容器同轴地围绕紧固器件。

图5描述了根据本发明实施例的具有壳体侧关闭元件10的用于车辆中燃料过滤的过滤系统200的另一实施例的纵向截面。

过滤系统200包括壳体210，所述壳体具有包括底部214的壳体下部部分212和以可旋拧盖形式的壳体上部部分218，以及布置在壳体210中且将过滤前侧202从过滤后侧204分离的过滤元件100。过滤元件100可以在轴向方向（例如，从外侧到内侧，如从外侧朝向内侧的箭头所示）接收通过其的流。

过滤元件100是例如具有在两侧上均打开的端部板112、114的圆柱本体。上端部板112以在其内部周边密封的方式连接到抵靠过滤后侧204密封的通风管150的头部部分，并在过滤元件100内部延伸至关闭元件10。

过滤元件100的过滤波纹管110可以是例如星形折叠的。过滤波纹管110布置在元件固定中心管116上，并围绕作为水分离装置120的最终分离器130，从而在过滤后侧204将水从燃料分离。用于改进水分离的聚结器132设置在中心管116和过滤波纹管110之间。水能够经由水通路238在过滤后侧收集，进入在过滤元件100下面的收集空间。将净化的燃料引导通过打开的端部板114至流体出口250。中心通道248设置为到容器（未示出）的燃料回流部。

此外，过滤元件100具有由过滤波纹管110和最终分离器130同轴围绕的元件固定通风管150。通风管150在上端部板112上具有通风开口170，且在关闭元件10的轴向开口60中的下端部用密封环154插入并封闭。当过滤系统200投入运行时，空气存在于通风管150中，而在运行期间，通风管150填充有过滤前侧202的燃料。

过滤元件100可以例如由以卡扣连接形式的快速连接器连接到壳体上部部分218，且可以因此在未旋拧的壳体上部部分218的情况下从壳体下部部分212拉出，例如，当由于维护目的更换过滤元件100时。

例如在wo2014/191486a1中描述了某些过滤元件和包括元件固定中心管和元件固定通风管线作为中心支撑管的过滤系统。

根据本发明，过滤系统200具有在壳体侧上的关闭元件10，当已经插入过滤元件100时，关闭元件10打开过滤后侧流体出口250，当已经移开过滤元件100时，关闭元件10阻挡过滤后侧流体出口250。为此目的，过滤元件100具有用于关闭元件10的致动元件160。致动元件160包括过滤元件100的多个轴向支撑肋152，所述多个轴向支撑肋布置在过滤后侧上并在轴向方向按压在关闭元件10的可移动滑动套管40上。支撑肋152支撑最终分离器130径向朝向通风管150。

关闭元件10布置在壳体210的底部部分214中的紧固桩220上，所述紧固桩220对壳体上部部分218打开。关闭元件10重叠紧固桩220且例如通过卡扣钩紧固到紧固桩220的外部侧。关闭元件10的下端部突出进入壳体侧出口260且从过滤后侧204由密封件22在那里密封，所述壳体侧出口260布置在紧固桩220的底部区域。出口260经由关闭元件10将通风管150连接到通道248，用于燃料回流进入容器（未示出）。净化的燃料能够在关闭元件10的下端部周围在紧固桩220中流动到流体出口250。过滤后侧水能够在紧固桩220的外侧流动到收集空间（未示出）。

由支撑肋152在底部214的方向对滑动套管40的按压打开贯通流通过在关闭元件10中的贯通开口到流体出口250。

图6示出了来自图5的关闭元件10在打开状态下的细节视图，而图7示出了来自图5的关闭元件10在关闭状态下的细节视图。

关闭元件10包括基本上圆柱形的阀本体12，所述阀本体具有轴向连续的开口60，所述阀本体具有延伸以在外部周边上径向地突起的密封器件容器28，所述密封器件容器具有沟槽，以密封环36形式的密封器件32放在所述沟槽中。

关闭元件10具有紧固元件24，关闭元件10能够通过所述紧固元件以壳体固定的方式插入壳体210（图5）。紧固元件24是台阶状的且在下部部分23具有例如以锁钩形式的紧固器件14，且在与其相邻的上部部分25中构造为圆柱部分。

用于用其密封件154（图5）接收通风管150的下端部的轴向连续开口60设置在阀本体12的在安装状态中面向壳体上部部分218（图5）的端部。在阀本体12的相对下端部，具有密封件22的沟槽设置在外部周边处，所述密封件在壳体210的底部侧出口260中用于密封阀本体12。

在密封器件容器28的区域中，开口60具有台阶，从而内部直径在下端部的方向是逐渐变小的。外部直径也在密封器件容器28下面小于上述直径。

在密封器件容器28的下面设置有滑动套管40，所述滑动套管沿着阀本体12在打开位置（具有插入的过滤元件）和关闭位置（具有移开的过滤元件）之间在轴向方向可移动。滑动套管40通过布置在关闭元件10的弹簧接收区域16中的压缩弹簧20按压进入关闭位置，并通过在滑动套管40的接触表面48上的过滤元件侧致动元件按压进入打开位置。

压缩弹簧20在位于紧固元件24的面向支座30的端部侧处的弹簧座18和位于滑动套管40的区域49处的弹簧座之间延伸。在区域49的内部侧布置有密封表面38，当关闭元件10关闭时（图7），所述密封表面抵靠以周向密封环36形式的密封器件32邻接。密封表面38是例如在区域49处的斜面。区域49具有用于致动元件160的接触表面48（图5），所述致动元件定向离开阀本体12的自由端。

离开接触表面48，区域49向外过渡进入滑动套管40的裙状外部区域42，所述裙状外部区域与阀本体12同轴地布置且台阶地具有上部部分41和下部部分43。上部部分41具有比下部部分43更小的直径。在关闭元件10的打开状态中，滑动套管40抵靠紧固元件24的上方圆柱部分25的外部侧26在下部部分43与其内部侧44邻接。上方圆柱部分25的外部侧26形成用于滑动套管40的裙状区域42的滑动和密封表面。