Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung für die Filtration von Fluiden wie Kraftstoffen, einschließlich Dieselkraftstoff, mit einem Filtergehäuse, innerhalb dessen ein Filterelement austauschbar festlegbar ist, das ein einen inneren Filterhohlraum umgebendes Filtermedium aufweist, mit einem zur Rohseite des Filterelementes führenden Fluideingang, mit einem Fluidaus- gang für das Ausströmen gefilterten Fluids von der Reinseite und mit einem Tankrücklaufanschluss. Ferner betrifft die Erfindung ein zur Benutzung bei einer solchen Filtervorrichtung vorgesehenes Filterelement. Filtervorrichtungen der oben genannten Art sind Stand der Technik. Sie werden beispielsweise bei Kraftstoffsystemen für Verbrennungsmotoren eingesetzt, um empfindliche Komponenten, insbesondere Einspritzsysteme, gegen Beeinträchtigungen durch im Kraftstoff mitgeführte Verunreinigungen, wie Schmutzpartikel oder auch am Filterelement abzuscheidende Wasseranteile, zu schützen. An die sichere Funktion solcher Filtervorrichtungen sind hohe Anforderungen zu stellen, weil ein Betrieb betreffender Systeme mit nicht funktionsbereiter Filtervorrichtung wegen dadurch bedingter Funktionsausfälle oder Beschädigungen von Einspritzsystemen hohe wirtschaftliche Verluste verursachen würde. Im Hinblick auf diese Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Filtervorrichtung mit einem besonders sicheren Betriebsverhalten zur Verfügung zu stellen. Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Filtervorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass im Filtergehäuse ein Aus- gleichsrohr vorgesehen ist, das sich von seinem mit dem Tankrücklaufan- schluss verbundenen unteren Ende bis zu einer für den Filtrationsbetrieb vorgesehenen maximalen Füllstandshöhe erstreckt, wobei das Rohr an seinem oberen Ende offen ist und an einer Stelle, die sich in einem Abstand vom oberen und unteren Ende des Rohres befindet, ein inneres Steuerteil aufweist, in dem sich eine Durchgangsöffnung befindet, die eine Drosselstelle bildet. Bei entsprechender Wahl der Größe der im Steuerteil befindlichen Durchgangsöffnung, insbesondere in Form einer Durchgangsbohrung ist über das Ausgleichsrohr eine druckentlastende Entlüftung des Filtergehäuses zum Tankrücklauf hin gebildet, während gleichzeitig aufgrund der Drosselwirkung im Normalbetrieb der gewünschte Förderdruck erhalten bleibt. Somit ist eine Sicherheitseinrichtung realisiert, die sowohl Betriebsstörungen aufgrund fehlerhafter Gehäuseentlüftung vermeidet als auch über die Drosselstelle eine Druckentlastung des Filtergehäuses bilden kann. Vorzugsweise ist das Steuerteil, das eine Art Verschlussteil ausbildet, im mittleren Längenbereich oder in der Nähe dieses Längenbereichs des Rohres angeordnet.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen, bei denen das Filterelement über mindestens eine Endkappe an einer Elementaufnahme des Filtergehäuses festlegbar ist, ist das Ausgleichsrohr am Filtergehäuse innerhalb der Ele- mentaufnahme angebracht und erstreckt sich koaxial zur Längsachse des in Funktionsposition befindlichen Filterelements durch dessen an der Filteraufnahme festgelegte Endkappe und den Filterhohlraum hindurch. Eine derartige, zur Längsachse konzentrische Anordnung des Ausgleichsrohres führt zu einer besonders kompakten Bauweise der Filtervorrichtung.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen kann das Rohr im Außendurchmesser und im Innendurchmesser gestuft ausgebildet sein, wobei das Rohr mit dem Längenabschnitt des größeren Außendurchmessers und des größeren Innendurchmessers an die Elementaufnahme angrenzt, und das die Durchgangsbohrung aufweisende Steuerteil bildet den Übergang zwischen dem größeren Innendurchmesser und dem kleineren Innendurchmesser des Rohres. In besonders vorteilhafter Weise kann die obere Endkappe des Filterelements einen in den inneren Filterhohlraum ragenden Rohrstutzen aufweisen, durch den sich bei der Funktionsposition des Filterelements der obere Endbereich des Rohres hindurch erstreckt. Hierbei kann mit besonderem Vorteil die Anordnung so getroffen sein, dass innerhalb des Rohrstutzens der oberen Endkappe eine Dichtpackung vorgesehen ist, die bei der Funktionsposition vom Rohr durchgriffen ist und mit diesem eine Dichtverbindung bildet, die den inneren Filterhohlraum gegenüber der Gehäuseinnenseite abdichtet. Bei einer Filtervorrichtung, bei der das Filterelement beim Filtrationsvorgang von seiner Außenseite zu dem die Reinseite bildenden Filterhohlraum hin durchströmt wird, kommt so beim Einsetzen des Filterelementes in die Funktionsposition selbsttätig die Abdichtung zwischen der Rohseite an der Gehäuseinnenseite und der Reinseite zustande. Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen sind im Filtergehäuse ein von der Rohseite zum Tankrücklaufanschluss führender Fluidweg sowie eine Sperreinrichtung vorhanden, die bei in das Gehäuse eingesetztem Filterelement diesen Fluidweg sperrt und bei entferntem Filterelement diesen Fluidweg freigibt. Als zusätzliche Sicherheitseinrichtung ist dadurch in der Förderleitung, die von einem betreffenden Tank über eine Förderpumpe sowie das Filtergehäuse zum Abnehmer (wie Einspritzsystem) führt, ein Bypass gebildet, der in Abhängigkeit vom Vorhandensein eines in das Filtergehäuse eingesetzten Filterelements mittels der Sperreinrichtung geschlos- sen ist, automatisch jedoch bei Fehlen des Filterelements geöffnet ist. Das Fehlen eines Filterelements und das dadurch bewirkte Öffnen des Bypasses über den Tankrücklaufanschluss zum drucklosen Tank führt zu einer Unterbrechung des Förderstromes zum Abnehmer, so dass die Gefahr vermieden ist, dass ein Betrieb bei versehentlich nicht in das Filtergehäuse eingesetz- tem Filterelement stattfinden kann. Hinsichtlich der Ausbildung der Sperreinrichtung kann die Anordnung mit besonderem Vorteil so getroffen sein, dass die Sperreinrichtung einen Ringkörper, der an der unteren Endkappe des Filterelements vorspringt und an dieser die Austrittsöffnung aus dem die Reinseite bildenden Filterhohlraum umgibt, aufweist, wobei der Ringkörper bei eingesetztem Filterelement abdichtend in einen Ringspalt eingrei t, der an der Elementaufnahme des Gehäuses gebildet und mit dem Tankrücklaufanschluss in Fluidverbindung ist.

Bei besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen kann als weitere Sicher- heitseinrichtung im Filtergehäuse zwischen Fluidausgang und der Reinseite des Filterelements eine Barriereeinrichtung gebildet sein, die einen Zustrom von Fluid zum Fluidausgang nur bei einem vorgegebenen Füllstand im Gehäuse durch Überströmen der Barriereeinrichtung ermöglicht. Dadurch ist die Gefahr verhindert, dass bei Fehlen eines Filterelements und trotz des hierbei geöffneten Bypasses Kraftstoff, der über den Fluideingang dem Gehäuse zugefördert wird, zum Fluidausgang gelangen kann, weil die Barrie- reeinrichtung nur bei einer vorgegebenen Höhe des Füllstandes überströmbar ist, ein solcher Füllstand jedoch bei geöffnetem Bypass nicht zustande kommen kann, selbst wenn auch weiterhin Kraftstoff zugefördert würde. In besonders vorteilhafter Weise kann die Barriereeinrichtung einen Rohrkörper aufweisen, der von der Elementaufnahme in den inneren Filterhohlraum des eingesetzten Filterelements bis zur Höhe des vorgegebenen Füllstandes vorspringt und innerhalb der Elementaufnahme mit dem Fluidaus- gang in Verbindung ist.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein zur Benutzung bei einer Filtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 vorgesehenes Filterelement, das die Merkmale des Patentanspruches 13 aufweist. Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine aufgeschnitten und teils abgebrochen gezeichnete perspektivische Schrägansicht des Ausführungsbeispieles der Filtervorrichtung mit in das Filtergehäuse eingesetztem Filterelement und

Fig. 2 eine ebenfalls aufgeschnitten und teils abgebrochen gezeichnete perspektivische Schrägansicht des Ausführungsbeispiels ohne im Filtergehäuse befindlichem Filterelement. Nachstehend ist die Erfindung am Beispiel eines Kraftstofffilters erläutert, der in einem (nicht gezeigten) Kraftstoffversorgungssystem eines Verbrennungsmotors zur Reinigung von Dieselöl vorgesehen ist. Die Erfindung eignet sich gleichermaßen für andere Fluide und auch andere Verwendungen.

Die Vorrichtung weist ein Filtergehäuse 1 in Form eines hohlzylinderförmi- gen Topfes auf, der an seinem oberen, offenen Ende durch einen abnehmbaren Schraubdeckel 3 unter Mitwirkung eines Dichtelements 5 dicht verschließbar ist. Das Gehäuse 1 weist ein Bodenteil 7 auf, das bis auf Gehäu- seanschlüsse, die in den Figuren nicht sichtbar sind, geschlossen ist. Bei diesen Gehäuseanschlüssen handelt es sich um einen Ausgangsansehl uss für die Abgabe abgereinigten Dieselöls und einen Tankrücklaufanschluss. Der Ausgangsansehl uss ist mit einer Ausgangskammer 1 1 in Verbindung, und der Tankrücklaufanschluss ist mit einer Rücklaufkammer 13 in Fluid- Verbindung, die im Bodenteil 7 in demjenigen Bereich gebildet sind, der eine Elementaufnahme 15 bildet, in der ein in das Gehäuse 1 eingesetztes Filterelement 1 7, das in Fig.1 im eingebauten Zustand dargestellt ist, mit seiner unteren Endkappe 19 festlegbar ist. Im Betrieb wird innerhalb des nicht dargestellten Kraftstoffversorgungssystems Dieselöl aus einem Tank mittels einer Förderpumpe zum Fluideingang des Filtergehäuses 1 gefördert. Der in der Zeichnung nicht sichtbare Fluideingang befindet sich am Gehäuse 1 oberhalb des Bodenteils 7 etwa in halber Höhe des Filtergehäuses. Der einströmende Kraftstoff durchströmt das eingesetzte Filterelement 1 7 von der äußeren Rohseite 27 her von außen nach innen zu einem inneren Filterhohlraum 25, der beim Filtrationsvorgang die Reinseite bildet. Wie der Fig.1 entnehmbar ist, weist die in der Figur untere Endkappe 19 des Filterelements 1 7 einen zur zentralen Öffnung 29 des inneren Filterhohlraums 25 koaxialen, axial vorspringenden Ringkörper 31 auf, der die Öffnung 29 in einem radialen Abstand umgibt und in Zusammenwirkung mit der Elementaufnahme 15 eine Sperreinrich- tung bildet. Zu diesem Zweck bildet die Elementaufnahme 15 einen den Eingangsteil der Rücklaufkammer 13 bildenden Ringspalt 33, der außenseitig durch einen von der Elementaufnahme 15 vorstehenden Rohrstutzen 35 und innenseitig durch eine etwas weniger weit vorstehende Ringrippe 37 begrenzt ist. Ein an dem Ringkörper 31 radial außen liegendes Dichtelement 39 bildet eine Abdichtung an der Außenseite des Ringspaltes 33, während ein Dichtelement 41 eine Abdichtung an der Innenseite der Ringrippe 37 bildet. Die weitere Ausgestaltung der Elementaufnahme 15 ist aus Fig.2 deutlich ersichtlich. Ein als Barriereeinrichtung dienender Rohrkörper 43 erstreckt sich von der Elementaufnahme 15 konzentrisch zur Längsachse der Vorrichtung durch den Durchgang 29 der Endkappe 19 axial in den inneren Filterhohlraum 25 des in das Gehäuse 1 eingesetzten Filterelements 1 7 hinein. Die Endkappe 19 weist ein den Durchgang 29 umgebendes Rohrstück 32 auf, das sich axial nach oben erstreckt und eine Anlagefläche für das untere Ende des fluiddurchlässigen Stützrohres 34 des Filterelements 1 7 bildet. Ein Dichtelement 36 bildet am Rohrstück 32 eine Abdichtung des Durchgangs 29 gegenüber der Außenseite des Rohrkörpers 43. Dieser ist, wie aus Fig.1 ersichtlich ist, zu der Ausgangskammer 1 1 offen. Mit dem oberen, offenen Rohrende 47 mündet der Rohrkörper 43 auf etwa halber Höhe des Filtergehäuses 1 im inneren Filterhohlraum 25 des eingesetzten Filterelements 1 7, also der Reinseite beim Filtrationsvorgang. Bei normalem Füllstand beim Filtrationsbetrieb mit eingesetztem Filterelement 17 überströmt daher der das Filterelement 1 7 von außen nach innen durchströmende Kraftstoff das Rohrende 47 des Rohrkörpers 43, so dass abgereinigter Kraftstoff in die Ausgangskammer 1 1 einströmt und über den (nicht gezeigten) Fluidaus- gangsanschluss aus dem Filtergehäuse 1 austritt. Wenn sich, wie in Fig.2 gezeigt, kein Filterelement 1 7 im Gehäuse 1 befindet und somit im Ringspalt 33 keine Sperreinrichtung wirksam ist, weil der Ringspalt 33 zur Rücklaufkammer 13 und damit zum Tankrücklauf offen ist, kann sich im Gehäuse 1 kein Füllstand an Kraftstoff bilden, der das Rohrende 47 des als Barriereeinrichtung dienenden Rohrkörpers 43 überströmen könnte. Würde die Vorrichtung ohne eingesetztes Filterelement 1 7 in Be- trieb gesetzt werden, würde zugeförderter Kraftstoff den Rohrstutzen 35 überströmend über den Ringspalt 33 und die Rücklaufkammer 13 zum Tank abströmen, so dass kein ungefilterter Kraftstoff über die Ausgangskammer 1 1 zum Fluidausgangsanschluss gelangen könnte. Da der Ringspalt 33 durch den vom Bodenteil 7 vorstehenden Rohrstutzen 35 begrenzt ist, der überströmt werden muss, verbleibt in diesem Falle ein Restsumpf innerhalb eines am Boden des Gehäuses 1 gebildeten Sammelraumes, in dem gegebenenfalls bei einer Entnahme des Filterelements 1 7 von dessen Außenseite abfallende Verschmutzungen zurückbleiben und nicht über den Rücklauf zum Tank zurück gelangen.

Innerhalb des Rohrkörpers 43 erstreckt sich von der Elementaufnahme 15 zur Längsachse konzentrisch ein Ausgleichsrohr 49 durch den inneren Filterhohlraum 25 des eingesetzten Filterelements 1 7 hindurch so weit nach oben, dass sein oberes Ende 51 auf der Höhe des für den Filtrationsbetrieb vorgesehenen maximalen Füllstandes liegt. Dabei durchgreift das Ausgleichsrohr 49 eine an der oberen Endkappe 53 des eingesetzten Filterelements befindliche Öffnung 52. Diese ist durch die Innenseite eines

Rohrstutzens 71 gebildet, der sich von der oberen Endkappe 53 des Filterelements 1 7 axial nach unten in den Filterhohlraum 25 erstreckt. Der Rohrstutzen 71 weist innenseitig eine radial nach innen vorstehende Ringrippe 72 auf, mittels deren eine elastomere Dichtpackung 55 festgelegt ist. Bei in der Funktionsposition befindlichem Filterelement 17 durchgreift das Ausgleichsrohr 49 mit seinem zum Ende 51 hin verjüngten oberen Endbereich die Dichtpackung 55 und bildet so die Abdichtung zwischen dem oberen Ende des Filterhohlraumes 25 und der Gehäuseinnenseite, also die Abdichtung zwischen der Reinseite und der an der Außenseite des Filterelements 1 7 befindlichen Rohseite 27.

Während das Ausgleichsrohr 49 an seinem oberen Ende 51 offen ist, ist das untere Ende des Ausgleichsrohres 49 bis auf einen zur Längsachse quer verlaufenden Kanal 57 geschlossen, der das Innere des Ausgleichsrohres 49 mit der Rücklaufkammer 13 verbindet. Wie aus den Figuren ersichtlich, ist das Ausgleichsrohr 49 sowohl im Außendurchmesser als im Innendurchmesser gestuft, wobei der an die Elementaufnahme 1 5 angrenzende untere Bereich 70 einen geringeren Innendurchmesser als der darüberliegende Bereich 78 besitzt und über den Großteil der Länge dieser Bereiche 68, 70 auch der Außendurchmesser des Ausgleichsrohres 49 unterschiedlich ist, d.h. im oberen Teil geringer als im unteren Teil ist. An der Übergangsstelle zwischen dem Bereich 68 kleineren Innendurchmessers und dem Bereich 70 größeren Innendurchmessers befindet sich im Rohrinneren ein Art Steuer- oder Verschlussteil 60, durch das sich eine Durchgangsöffnung, insbesondere in Form einer Durchgangsbohrung 61 erstreckt. Das Steuerteil 60 mit der Durchgangsbohrung 61 befindet sich im mittleren Längenbereich des Ausgleichsrohres 49, genauer gesagt etwas unterhalb der Mitte der Rohrlänge. Die Durchgangsbohrung 61 ist so dimensioniert, dass sie eine Drosselstelle bildet, über die der Innenraum des Filtergehäuses 1 , der beim Filtriervorgang die Rohseite 27 bildet, mit dem Tankrücklaufanschluss in Verbindung ist. Die Größe der Durchgangsbohrung 61 ist so gewählt, dass über das Ausgleichsrohr 49 zwar eine druckentlastende, selbsttätig wirken- de Entlüftungseinrichtung für das Filtergehäuse 1 gebildet ist, dass durch die Drosselwirkung der Durchgangsbohrung 61 jedoch ein gewünschter, vorgegebener Förderdruck beim normalen Filtrationsbetrieb beibehalten ist. Dadurch dass die Drosselstelle 61 in etwa mittig innerhalb des Ausgleichsrohres 49 angeordnet ist, sind die Strömungsverhältnisse aufgrund einer optimierten Drosselwirkung verbessert.