DE19905969B4 - Brennstoff-Filter für das Tankinnere - Google Patents

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Abstract

Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung, mit zwei Paneelen aus Filtermaterial, die einen als ringsrum geschlossener Hohlkörper ausgestalteten Filterkörper mit einer Öffnung zum Herstellen einer Fluidkommunikation mit dem Inneren des Hohlkörpers bilden, der mit seiner Unterseite flächig auf der inneren Oberfläche des Tankbodens aufliegt, wobei jedes Paneel auf der Außenseite eine Stützstruktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schicht (70 bzw. 80) eines spinnbondierten und/oder schmelzgeblasenen Filtrationsmediums aufweisenden Paneele (40A, B bzw. 140A bzw. 240A bzw. 340A) als Stützstruktur mit einer Außenschicht (60) versehen sind, die aus einem dimensionsstabilen, extrudierten Maschensubstrat besteht, das definiert ist durch sich kreuzende Lagen extrudierter, an den Kreuzungspunkten (68) miteinander verbundener Filamente (62, 64), die gleichförmig dimensionierte, im Vergleich zu den Poren des Filtrationsmediums große Öffnungen (66) einschließen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Eine solche Filtereinrichtung ist aus der DE 93 20 069 U1 bekannt. Bei der bekannten Filtereinrichtung besteht das Filtermaterial aus einem gewebeartigen Material. Die Stützstruktur ist als Stützgerüst aus flachen Rippenverbunden gebildet, das auf die Außenseiten des Filterkörpers aufgespritzt ist. Das Stützgerüst hat entweder zwei zentrale, parallele Hauptrippen oder einen zentralen, geschlossenen Hauptrippenring, wobei in beiden Fällen von den Hauptrippen nach außen Zweigrippen abstehen, die untereinander größere Abstände haben.
  • Die Stützstruktur gewährleistet zwar eine Aussteifung des Filterkörpers und eine gute und abrasionsfreie Abstützung des Filterkörpers auf dem Tankboden. Das nachträgliche Anspritzen einer Stützstruktur an den Filterkörper macht die Herstellung jedoch aufwändig und kostspielig. Außerdem haben gewebeähnliche Filterschichten keine ausreichenden Filtereigenschaften, insbesondere gegenüber sehr kleinen Partikeln.
  • Aus der Druckschrift WO 97/46800 A1 ist ferner eine Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung bekannt, bei der der als geschlossener Hohlkörper ausgebildete Filterkörper aus Paneelen gebildet ist, die aus mehreren Schichten bestehen. Bevorzugt wird ein Paneelmaterial aus vier Schichten, wobei die äußere Schicht ein gewebtes Nylongitter, die nächste Schicht ein spinnbondiertes Nylon, die dritte Schicht ein schmelzgeblasenes Nylon und die vierte Schicht wieder ein spinnbondiertes Nylon ist.
  • Ein solches Filtermaterial hat zwar gute Filtrationseigenschaften, ist aber wegen der aus gewebtem Material bestehenden Außenschicht nicht ausreichend stabil und ist, vor allem wegen der punktförmigen Auflage der äußeren Gewebeschicht auf dem Tankinnenboden, abriebgefährdet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung der eingangs erläuterten Gattung so auszugestalten, dass sie optimale Filtrationseigenschaften mit ausreichender Stabilität und Abriebfestigkeit verbindet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungsgemäßen Filtereinrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung ist die Außenschicht als extrudiertes Maschensubstrat ausgebildet, das einerseits eine gute Stabilität gewährleistet und andererseits aufgrund der Herstellung des Maschensubstrats aus sich kreuzenden Lagen von Filamenten linienförmig und damit weitgehend abriebsicher auf der Tankinnenwand abgestützt ist. Die als extrudiertes Maschensubstrat ausgebildete Außenschicht ist ein Teil des Paneels und braucht nicht nachträglich angespritzt zu werden, was die Herstellung vereinfacht. Die bekannt gute Filterwirkung spinnbondierter und/oder schmelzgeblasener Materialien wird schließlich durch die Außenschicht aus extrudiertem Maschensubstrat noch verbessert, weil das Maschensubstrat mit seinen gleichförmig dimensionierten Poren zusätzlich zu seiner Stützgerüstfunktion noch die Funktion eines Filters für sehr große auszufilternde Teile übernimmt. Damit verbindet die erfindungsgemäße Filtereinrichtung ausgezeichnete Filtereigenschaften einerseits mit guter Stabilität und Abriebfestigkeit andererseits, und dies bei sehr einfacher Herstellung.
  • Weitere vorteilhafte Weiterentwicklungen der erfindungsgemäßen Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung sind den Unteransprüchen 2 bis 15 zu entnehmen.
  • Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen hervor. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht eines Fahrzeug-Brennstofftanks, wobei Bereiche weggebrochen sind, in welchen eine Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen ist;
  • 2 eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung mit Schichten eines extrudierten Maschensubstrats und Vlies-Filtrationsmedien;
  • 3 eine fragmentarische, vergrößerte Querschnittsansicht der oberen und unteren Paneele einer Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und in der Schnittebene 3-3 von 2;
  • 4 eine vergrößerte fragmentarische Perspektivansicht der äußeren Schicht aus einem extrudierten Maschensubstrat einer Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine deutlich vergrößerte, fragmentarische Schnittansicht der äußeren Schicht in Schnittebene 5-5 von 4;
  • 6 eine fragmentarische, vergrößerte Querschnittsansicht eines Paneels einer ersten alternativen Ausführungsform einer Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 7 eine fragmentarische, vergrößerte Querschnittsansicht eines Paneels einer zweiten alternativen Ausführungsform einer Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 8 eine fragmentarische, vergrößerte Querschnittsansicht eines Paneels einer dritten alternativen Ausführungsform einer Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • In 1 ist ein typischer Fahrzeug-Brennstofftank 10 gezeigt. Der Fahrzeug-Brennstofftank 10 ist typischerweise hergestellt aus verformtem, geschweißtem Metall, blasgeformtem Kunststoff oder einem ähnlichen starren und brennstoffresistenten Material. Der Fahrzeug-Brennstofftank 10 umfasst einen Tankstutzen 12, der Brennstoff wie Benzin, Diesel, Alkoholtreibstoff oder andere alternative Brennstoffsorten von einer Quelle außerhalb des Fahrzeugs (nicht gezeigt) aufnimmt und diesen in das Innere des Fahrzeug-Brennstofftanks 10 führt. Der Fahrzeug-Brennstofftank 10 umfasst ebenfalls typischerweise ein elektrisches Brennstoffpumpmodul 14, das abge dichtet in einer Öffnung 16 im Fahrzeug-Brennstofftank 10 montiert ist und festgelegt sein kann durch mehrere ein Gewinde aufweisende Befestigungselemente 18 oder andere Festlegungsmittel. Das elektrische Brennstoff-Pumpenmodul 14 umfasst zweckmäßigerweise eine elektrische Brennstoffpumpe 20 und kann auch eine Brennstoff-Füllstands-Sensoreinrichtung (nicht gezeigt) enthaften. Die Brennstoffpumpe 20 führt den Brennstoff unter Druck zu einem Brennstoffauslass oder einer Versorgungsleitung 22, die mit einem Motor (nicht gezeigt) des Fahrzeugs kommuniziert. Ein elektrisches Kabel 24 mit einem oder mehreren Leitern stellt die elektrische Antriebsenergie für die Brennstoffpumpe 20 in Übereinstimmung mit konventioneller Technik zur Verfügung.
  • Das elektrische Brennstoff-Pumpenmodul 14 umfasst auch ein herabhängendes, zweckmäßigerweise hohles, zylindrisches Ansaug- oder Einlassfitting 26, das eine Einlassöffnung definiert, welche in Fluidkommunikation mit der Ansaugseite der Brennstoffpumpe 20 steht. Das zylindrische Einlassfitting 26 nimmt eine Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung 30 gemäß der vorliegenden Erfindung auf und hält diese fest.
  • Wie aus der 2 ersichtlich, umfasst die Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung 30 einen Körper 32 aus einem zweckmäßigerweise gefalteten Stoffzuschnitt eines mehrlagigen oder zusammengesetzten Filtrationsmediums mit einer einzigen langgestreckten Faltlinie 34 und einem teilweisen peripheren Saum oder einer Versiegelung 36. Der Körper 32 ist zweckmäßigerweise rechteckig und kann geformt sein aus einem einzigen Stoffzuschnitt eines zusammengesetzten Filtrationsmediums, das entlang der Faltlinie 34 gefaltet ist. Drei der Ränder können einen Rand- oder peripheren Saum oder eine Versiegelung 36 umfassen. Alternativ kann der Körper 32 eine dreieckige oder eine andere polygonale Form definieren, z.B. quadratisch, fünfeckig oder sechseckig, und zwar mit n-Rändern, oder eine unregelmäßige Form mit wenigstens einem geraden Rand, wobei in diesem Fall dieser eine Rand gefaltet ist und die (n – 1) verbleibenden Ränder oder nicht gefalteten Bereiche durch einen Saum oder eine Versiegelung verschlossen sind. Als eine weitere Alternative kann der Körper 32 ein Paar gleich dimensionierter Filtrationsmedium-Zuschnitte jeder zweckmäßigen oder gewünschten regelmäßigen Form aufweisen, z.B. runder, ovaler oder unregelmäßiger Form, die zur Gänze miteinander versiegelt sein können entlang ihrer zueinander ausgerichteten, benachbarten Umfänge und entlang einer Randversiegelung 36. In jedem Fall formt der Körper 32 einen inneren Raum 38, der, ausgenommen ein Auslassfitting, geschlossen ist, und ein erstes oder oberes zusammengesetztes Paneel 40a und ein zweites oder unteres zusammengesetztes Paneel 40b besitzt.
  • In dem ersten oder oberen zusammengesetzten Paneel 40a der Brennstoff-Filtereinrichtung 30 ist allgemein gesprochen zentral ein Auslassfitting 42 angeordnet, das zweckmäßigerweise kreisförmig ist und einen Montier- und Haltekragen 46 aus Federmetall umfasst. der radial nach innen vortretende Federzungen 48 besitzt. Der Montier- und Festhaltekragen 46 erlaubt es, die Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung 30 abnehmbar oder semipermanent an dem Einlassfitting 26 der Brennstoffpumpe 20 zu befestigen. Alternativ können Federclipse, Montierohren, Verriegelungs- oder Festhaltezungen, die an dem Auslassfitting 42 angeformt sind, mit komplementär geformten Elementen des Einlassfittings 26 zusammenwirken, um die Brennstoff-Filtereinrichtung 30 daran zu befestigen.
  • Das Auslassfitting 42 ist zweckmäßigerweise aus Nylon hergestellt oder aus anderen, brennstoffverträglichen und undurchlässigen Materialien, wie aus Acetal oder Polyester, und ist zweckmäßigerweise in-situ an dem oberen zusammengesetzten Paneel 40a der Brennstoff-Filtereinrichtung 30 angeformt. Das Auslassfitting 42 kann auch aus zwei oder mehreren ineinandergreifenden Teilen zusammengesetzt sein. An dem zweiten oder unteren zusammengesetzten Paneel 40b der Brennstoff-Filtereinrichtung ist wenigstens eine Brücke, eine Rippe oder ein Separatorstopfen 50, zweckmäßigerweise ebenfalls in-situ, geformt, der mit ausreichender innerer Höhe über der inneren (oberen) Fläche des unteren Paneels 40b ausgebildet ist, um eine Separation der Innenoberflächen der oberen und unteren zusammengesetzten Paneele 40a und 40b der Brennstoff-Filtereinrichtung 30 aufrechtzuerhalten, derart, dass der Innenraum 38 offengehalten wird und eine Brennstoffströmung zwischen den Paneelen und in das Auslassfitting 42 begünstigt wird. Alternativ können natürlich die Brücken, Rippen oder Separatoren 50 in-situ geformt sein, entweder zusammen mit oder unabhängig von dem Auslassfitting 42, und zwar gegebenenfalls auch oder nur an dem ersten oder oberen zusammengesetzten Paneel 40A, um diese Separation und die Erleichterung der Brennstoffströmung zu erzielen.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht des oberen Paneels 40A und des unteren zusammengesetzten Paneels 40B der Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung 30. Es ist die se Darstellung so zu verstehen, dass, während die zusammengesetzten Paneele 40A und 40B identisch sind, sie zueinander entgegengesetzt oder spiegelbildlich orientiert sind, d.h., die obere (Außenseiten) Schicht des oberen zusammengesetzten Paneels 40A gleich ist wie die Unterseiten-(Außenseiten)Schicht des unteren zusammengesetzten Paneels 40B. Deshalb gilt die nachfolgende Beschreibung nur eines Paneels gleichermaßen auch für die anderen Paneele, während nur das obere zusammengesetzte Paneel 40A der bevorzugten und der alternativen Ausführungsformen im Besonderen beschrieben werden. Weiterhin sind sowohl das obere als auch das untere zusammengesetzte Paneel 40A und 40B zweckmäßigerweise durch Schallbehandlung punktgeheftet, um in voneinander beabstandete Regionen verbundene oder gekoppelte Filamente zu haben, die hervorgehoben sind durch die zusammengedrückten Regionen 52, die in 2 und 3 illustriert sind.
  • Das obere zusammengesetzte Paneel 40A umfasst zweckmäßigerweise mindestens vier unterschiedliche Materialschichten. Die äußere, d.h., die obere, außenliegende Hülle oder Schicht 60 ist ein relativ grobes, extrudiertes Maschensubstrat aus irgendeinem zweckmäßigen, brennstoffverträglichen und undurchlässigen Material, z.B. Nylon, Polyester, Acetal oder Teflon. Teflon ist ein registriertes Warenzeichen der Fa.
  • E. I. DuPont de Nemours Co. "Relativ grob" hat zu bedeuten, dass die äußere Schicht 60 relativ wenig zum Brennstoff-Filtrationsprozess beiträgt, ausgenommen mit dem größten Filtrationsmaßstab. Das extrudierte Maschensubstrat der äußeren Schicht 60 bildet vielmehr eine außergewöhnlich stabile und abrasionsresistente äußere Abdeckung für die Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung 30.
  • Derartige Charakteristika sind am besten zu verstehen aus den 4 und 5. Obwohl das Maschensubstrat der äußeren Schicht 60 extrudiert ist, bietet es das Erscheinungsbild eines Gewebes mit Kettfilamenten 62, Schussfilamenten 64 und gleichmäßigen Zwischenräumen 66. Tatsächlich ist die Gleichförmigkeit der Zwischenräume 66 außergewöhnlich hoch, da die Kettfilamente 62 und die Schussfilamente 64 bei jeder Überschneidung 68 und, wie in 5 gezeigt, miteinander verbunden oder sogar einstückig geformt sind. Dies ergibt eine außenliegende Hülle oder Schicht 60 des extrudierten Maschensubstrates, die eine außergewöhnliche Dimensionsstabilität hat, und zwar zufolge seiner Widerstandsfähigkeit gegen Pantographieren und wegen seiner Festigkeit, bedingt durch die Stärke des Maschensubstrats und dessen exzellenter Abrasionswiderstandsfähigkeit. Der hier verwendete Begriff "Pantographieren" be zieht sich auf die Tendenz oder Fähigkeit von Zuschnitten oder Stücken gewebten Materials, sich zu verwinden und zu kollabieren wie ein Pantograph oder Storchschnabel, sofern die Seiten des Zuschnittes gezogen oder gedrückt werden. Die Zwischenräume 66 in der Außenschicht 60 des extrudierten Maschensubstrats sind rautenförming und definieren eine Porengröße von zweckmäßigerweise ungefähr 500 Mikron bis 900 Mikron. Diese Öffnungsgröße ist jedoch nicht kritisch, sie kann um ±25% oder mehr variieren.
  • In 3 ist ein Paar feiner, Vlies-Filtrationsschichten 70 erkennbar. Diese sind zweckmäßigerweise spinnbondierte Nylonfilamente, können jedoch auch aus spinnbondiertem Polyester, Acetal, Teflon sein oder aus anderen stabilen, brennstoffundurchlässigen Materialien bestehen. Die hier verwendeten Begriffe "spinnbondierte Filamente" und "spinnbondierte Filtrationsmedien" beziehen sich auf Klassen von Vlies-Materialien, in denen die Filamente durch Anwendung von kalter Luft unmittelbar nach dem Formen gekühlt werden, um deren Schwächung oder Dämpfung zu stoppen. Typischerweise sind die Durchmesser derartiger spinnbondierter Filamente in einem Größenbereich von 100 Mikron, können jedoch auch schwanken zwischen 50 und 200 Mikron. Jede in 3 gezeigte Schicht 70 hat zweckmäßigerweise eine nominelle, nicht komprimierte Dicke in der Größenordnung von 0,5 mm, obwohl diese Dicke variieren kann von weniger als ca. 0,25 mm bis zu ca. 1,0 mm, oder dicker, abhängend von Herstellungs- und Anwendungsvariablen.
  • Zwischen den beiden Schichten 70 aus spinnbondierten Materialien ist eine Mittel- oder Zwischenschicht 80 aus feineren, schmelzgeblasenen Filamenten untergebracht. Die hier benutzten Ausdrücke "schmelzgeblasene Filamente" und "schmelzgeblasene Filtrationsmedien" beziehen sich auf eine Klasse Vlies-Materialien, in denen die Filamente unmittelbar nach der Formung auf einer erhöhten Temperatur gehalten werden durch die Applikation heißer Luft, um deren Schwächung oder Abdämpfung zu begünstigen.
  • Typischerweise haben schmelzgeblasene Filamente eine Größenordnung, die zehnmal kleiner ist als diejenige spinnbondierter Filamente. Sie haben deshalb nominell einen Durchmesser von etwa 10 Mikron bzw. können in einem Durchmesserbereich von ca. 5 bis 20 Mikron liegen. Die schmelzgeblasenen Filamente können auch aus Nylon, Polyester, Acetal, Teflon oder aus anderen stabilen und brennstoffundurchläs sigen Materialien bestehen. Die Mittel- oder Zwischenlage 80 der schmelzgeblasenen Filamente hat zweckmäßigerweise eine nominelle nicht komprimierte Dicke von 1,0 mm. Diese Dicke kann jedoch variieren von weniger als 0,5 mm bis 2,0 mm oder mehr.
  • Die oberen und unteren Paneele 40A und 40B der bevorzugten Ausführungsform der Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung 30 umfassen deshalb jeweils eine äußere oder Außenschicht 60 aus extrudiertem Maschensubstrat und zwei Schichten 70 aus spinnbondiertem Material, das eine erste, größere Filamentdimension hat, und die eine Zwischenlage 80 aus schmelzgeblasenen Filamenten sandwichartig einschließen, wobei die schmelzgeblasenen Filamente Dimensionen besitzen, die ungefähr eine Größenordnung kleiner sind. Die Zwischenraum- oder Porengrößen der Schichten 70 und 80 sind entsprechend größer und kleiner. Diese graduierte Porengröße erbringt den Effekt, in der ersten Schicht 70 aus spinnbondiertem Material zunächst größere partikelförmige Stoffe herauszufiltrieren, und dann in der Mittel- oder Zwischenschicht 80 aus den schmelzgeblasenen Filamenten kleinere partikelförmige Stoffe herauszufiltrieren. Aufgrund der relativ großen Öffnungen 66 in dem extrudierten Maschensubstrat der Außenschicht 60 trägt diese, wie bereits erwähnt, zum Filtrationsprozess nur im größten Maßstab bei. Diese abgestufte oder graduierte Anordnung von Filtrationsfilamenten und Porengrößen wird als Tiefen-Medium benannt, und die graduierte oder abgestufte Filtration von partikelförmigen Stoffen durch diese Anordnung wird als Tiefenmediums-Filtration bezeichnet.
  • In 6 wird eine erste alternative Ausführungsform einer zweckmäßigen Ausführungsform eines oberen zusammengesetzten Paneels 40A gezeigt und mit dem Bezugszeichen 140A versehen. Dies bedeutet, dass diese erste alternative Ausführungsform des oberen zusammengesetzten Paneels 140A verwendet wird mit einem unteren zusammengesetzten Paneel (nicht gezeigt), das dieselbe Konfiguration hat, und zwar, um eine Filtereinrichtung zu formen, die im wesentlichen dieselbe allgemeine Ausbildung besitzt wie die Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung 30. D.h., die erste alternative Ausführungsform des oberen zusammengesetzten Paneels 140A wird spiegelbildlich und benachbart zu einem unteren zusammengesetzten Paneel angeordnet, derart, dass die Brennstoffströmung durch jedes Paneel in Richtung des Pfeiles in 6 erfolgt. Eine zweckmäßige Versiegelung wie die Versiegelung 36 im Be reich der offenen Ränder schafft einen Filterkörper wie den Filterkörper 32, der ein zweckmäßiges Auslassfitting wie eben das Auslassfitting 42 daran aufweist.
  • Es ist hervorzuheben, dass die zweite alternative Ausführungsform des oberen zusammengesetzten Paneels 240A von 7 und die dritte alternative Ausführungsform des oberen zusammengesetzten Paneels 340A in 8 jeweils in gleicher Weise benachbart zu einem unteren zusammengesetzten Paneel und spiegelbildlich angeordnet ist, um eine Brennstoff-Filtereinrichtung wie die bevorzugte Ausführungsform der Brennstoff-Filtereinrichtung 30 zu schaffen, derart, dass die Brennstoffströmung durch jedes der oberen und unteren Paneele in Richtung der Pfeile in 7 und 8 erfolgt.
  • Die erste alternative Ausführungsform des zusammengesetzten Paneels 140A besitzt eine äußere Schicht 60 aus extrudiertem Maschensubstrat, wie oben beschrieben, mit der die gute Festigkeit und die exzellente Abrasionsresistenz an der Außenseite des Filters erhalten werden. Das Innere, d.h., die innerste Lage des zusammengesetzten Paneels 140A ist eine feine Vliesschicht 70' spinnbondierter Nylonfilamente. Die Schicht 70' der spinnbondierten Filamente kann auch aus Polyester, Acetal, Teflon oder aus anderen stabilen, brennstofffesten Materialien bestehen. Zwischen der äußeren extrudierten Maschenschicht 60 und der inneren Schicht 70 aus spinnbondierten Filamenten ist eine Mittel- oder Zwischenschicht 80' aus feineren schmelzgeblasenen Filamenten angeordnet. Die Größen der Filamente der Innenschicht 70' und der Zwischenschicht 80' liegen zweckmäßigerweise in den bezüglich der bevorzugten Ausführungsform des oberen zusammengesetzten Paneels 40A erwähnten Bereiches. Die erste alternative Ausführungsform des zusammengesetzten Paneels 140A umfasst zweckmäßigerweise auch eine Vielzahl mit Schall punktgehefteter, verdichteter Regionen 52, von denen eine in 6 illustriert ist, und die die Gesamtfestigkeit, die Integrität und die Dimensionsstabilität des zusammengesetzten Paneels 140A verbessern. Es ergibt sich, dass eine Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung, die das obere zusammengesetzte Paneel 140A der ersten alternativen Ausführungsform und ein ähnlich konfiguriertes unteres zusammengesetztes Paneel aufweist, einen etwas einfacheren und deshalb weniger teuren Brennstofffilter für die Tiefen-Medium-Filtration ergibt, der im Wesentlichen dieselben Filtrationseigenschaften für minimale Partikelgrößen und auch die Lebensdauer erbringt, wie die bevorzugte Ausführungsform der Brennstoff-Filtereinrichtung 30.
  • 7 verdeutlicht eine zweite alternative Ausführungsform eines oberen zusammengesetzten Paneels 240A. Das zusammengesetzte Paneel 240A dieser zweiten alternativen Ausführungsform ist ähnlich dem zusammengesetzten oberen Paneel 140A der ersten alternativen Ausführungsform, ausgenommen einer anderen Anordnung oder einem Austausch der inneren und Zwischenschichten 70 und 80 des Paneels 140A derart, dass diese in der Größenordnung des oberen zusammengesetzten Paneels 40A der bevorzugten Ausführungsform sind. D.h., das zusammengesetzte Paneel 240A der zweiten alternativen Ausführungsform umfasst eine äußere extrudierte Hülle oder Schicht 60 aus extrudiertem Maschensubstrat irgendeines zweckmäßigen stabilen und brennstofftoleranten Materials wie Nylon, Polyester, Acetal oder Teflon, wie oben erwähnt. Eine zweite Zwischenschicht 70 umfasst Vlies- und spinnbondierte Nylonfilamente, oder an deren Stelle Filamente aus Polyester, Acetal, Teflon oder aus anderen stabilen brennstofftoleranten Materialien. Schließlich umfasst eine dritte Innenschicht 80 sehr feine schmelzgeblasene Filamente aus Nylon oder aus den anderen zuvor aufgelisteten Materialien. Die Größen der Filamente der Innenschicht 70 und der Zwischenschicht 80 liegen zweckmäßigerweise in den unter Bezugnahme auf die bevorzugte Ausführungsform des oberen zusammengesetzten Paneels 40A angegebenen Bereichen. Erneut sind die Schichten 60, 70 und 80, die das obere zusammengesetzte Paneel 240A ergeben, zweckmäßigerweise durch Schalleinwirkung punktbondiert in einer Vielzahl von voneinander beabstandeten und komprimierten Regionen 52, von denen in 7 eine illustriert ist. Eine Filtereinrichtung, welche die zweite alternative Ausführungsform des oberen zusammengesetzten Paneels 240A und ein ähnlich konfiguriertes unteres zusammengesetztes Paneel umfasst, leistet im Wesentlichen die gleichen Filtrationseigenschaften für minimale partikelförmige Stoffe und führt auch zur entsprechenden Lebensdauer, wie sie bei der Filtereinrichtung der bevorzugten Ausführungsform geschildert wurde.
  • In 8 wird die dritte alternative Ausführungsform eines oberen zusammengesetzten Paneels 340A illustriert. Das zusammengesetzte Paneel 340A der dritten alternativen Ausführungsform umfasst nur zwei der unter Bezugnahme auf die bevorzugte und die alternativen Ausführungsformen beschriebenen Schichten. Im besonderen umfasst das obere zusammengesetzte Paneel 340A der dritten alternativen Ausführungsform eine äußere Hülle oder Schicht 60 eines extrudierten Substrats aus irgendeinem zweckmäßigen stabilen und brennstofftoleranten Material wie vorstehend erwähnt. Die zweite, innere Schicht 80 des oberen zusammengesetzten Paneels 340A besteht aus sehr feinen schmelzgeblasenen Filamenten wie die schmelzgeblasenen Filamente, die bezüglich der bevorzugten Ausführungsform des oberen zusammengesetzten Paneels 40A beschrieben wurden. Erneut umfasst das obere zusammengesetzte Paneel 340A zweckmäßigerweise eine Vielzahl von voneinander beabstandeten, punktgehefteten Stellen wie die komprimierten Regionen 52. In dem zusammengesetzten Paneel 340A der dritten alternativen Ausführungsform sind die Widerstandsfähigkeit und die Abrasionsresistenz des extrudierten Paneels 60 mit der Filtrationsfähigkeit für minimale Partikelgrößen der sehr feinen Filamente der zweiten inneren Schicht 80 gekoppelt. Deshalb ist dies die am wenigstens komplexe der unterschiedlichen Ausführungsformen der Fitrationspaneele, obwohl sie die beiden am meisten benötigten Merkmale hat.
  • Der primäre Gewinn dieser Strukturen und deren Filtrationsmodus ist die verbesserte Lebensdauer deshalb, weil nur partikelförmige Stoffe oberhalb einer bestimmten Größe durch das erste Filtrationsmaterial herausgefiltert werden, z. B. in den Schichten des spinnbondierten Materials, was den Durchgang von kleineren partikelförmigen Stoffen gestattet, die dann gefangen werden durch die kleinere Porengröße der Schicht 80 aus schmelzgeblasenem Material. Eine derartige abgestufte oder Tiefen-Medium-Filtration hat den Effekt, die Oberflächengröße des Filters als eine gegebenen Region zu vergrößern und auch, um deren Oberflächengrößenfunktion so zu steigern, dass nur ein spezifisches Band oder ein Bereich von Partikelgrößen gefiltert wird. Dies erhöht die Leistungsfähigkeit der Brennstoff-Filtereinrichtung hinsichtlich des Rückhaltens partikelförmiger Stoffe erheblich. Diesbezüglich ist anzumerken, dass die Schicht 80 aus schmelzgeblasenem Material selbst zwei oder mehrere Schichten graduierter Filamentgrößen und deshalb an Porengrößen hat, um in dieser Schicht die Tiefen-Filtration zu erzielen. D.h., dass die Schicht 80 eine erste eigenständige Schicht aus schmelzgeblasenem Material umfassen kann mit Filamenten, die einen Durchmesser von 25 Mikron haben, und eine zweite, angrenzende Schicht aus schmelzgeblasenen Filamenten, die einen Durchmesser von 4 Mikron haben. In der bevorzugten Ausführungsform der oberen und unteren zusammengesetzten Paneele 40A und 40B wird die Zwischenschicht 80 der schmelzgeblasenen Filamenten voll eingekapselt und aufgenommen, um dadurch das Auflösen und Austragen der ausreichend feinen schmelzgeblasenen Filamente in den Brennstoff und das Brennstoffsystem des Fahrzeuges zu vermeiden. Bei der ersten alternativen Ausführungs form enthält die Schicht 70 der spinnbondierten Filamente die feineren schmelzgeblasenen Filamente der Zwischenlage 80'.

Claims (15)

  1. Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung, mit zwei Paneelen aus Filtermaterial, die einen als ringsrum geschlossener Hohlkörper ausgestalteten Filterkörper mit einer Öffnung zum Herstellen einer Fluidkommunikation mit dem Inneren des Hohlkörpers bilden, der mit seiner Unterseite flächig auf der inneren Oberfläche des Tankbodens aufliegt, wobei jedes Paneel auf der Außenseite eine Stützstruktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schicht (70 bzw. 80) eines spinnbondierten und/oder schmelzgeblasenen Filtrationsmediums aufweisenden Paneele (40A, B bzw. 140A bzw. 240A bzw. 340A) als Stützstruktur mit einer Außenschicht (60) versehen sind, die aus einem dimensionsstabilen, extrudierten Maschensubstrat besteht, das definiert ist durch sich kreuzende Lagen extrudierter, an den Kreuzungspunkten (68) miteinander verbundener Filamente (62, 64), die gleichförmig dimensionierte, im Vergleich zu den Poren des Filtrationsmediums große Öffnungen (66) einschließen.
  2. Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Paneele (40A, 40B, 240A, 340A) aus Filtrationsmedium einen Rand (34) definieren und einen Innenraum (38) zwischen den ersten und zweiten Paneelen schaffen, und mit einem umfänglichen Saum oder einer Versiegelung (36) entlang wenigstens eines Abschnitts des Randes versehen sind.
  3. Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Paneele aus Filtrationsmedium ein Paar Schichten (70) aus spinnbondiertem Filtrationsmedium und eine innere Schicht (80) aus schmelzgeblasenem Filtrationsmedium umfassen, welche zwischen dem Paar der Schichten (70) aus spinnbondiertem Filtrationsmedium angeordnet ist.
  4. Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkörper (32) aus einem gefalteten Zuschnitt eines mehrlagigen Filtrationsmediums geformt ist.
  5. Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtrationsmedium Nylon, Polyester, Acetal oder Teflon® ist.
  6. Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das spinnbondierte Filtrationsmedium Filamente umfasst, die Durchmesser in einem Bereich von 50 bis 200 Mikron haben, und dass das schmelzgeblasene Filtrationsmedium Filamente enthält, die Durchmesser in einem Bereich von 5 bis 20 Mikron haben.
  7. Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das schmelzgeblasene Filtrationsmedium voll aufgenommen ist innerhalb des spinnbondierten Filtrationsmediums, um dadurch das Auflösen und Austragen des schmelzgeblasenen Filtrationsmediums zu verhindern.
  8. Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung mit einem Fitting (42) versehen ist, der einen nachgiebigen Ring (46) zum Befestigen der Brennstoff-Filtereinrichtung an einem Brennstoffeinlass (26) aufweist.
  9. Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Paneele der Filtrationsmedien punktgeheftet sind.
  10. Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkörper (32) geschlossen aus Filtrationsmedium ausgebildet ist und einen gefalteten Rand (34) und wenigstens zwei versiegelte Ränder besitzt.
  11. Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fitting (42) einen federnden Halter (46, 48) zum Festlegen der Filtereinrichtung an einem Einlassfitting (26) aufweist.
  12. Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung wenigstens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das spinnbondierte Material einen Filamentdurchmesser von ungefähr 100 Mikron hat, und dass das schmelzgeblasene Material einen Filamentdurchmesser von ungefähr 10 Mikron hat.
  13. Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch seine Ausgestaltung als Tiefenmedium-Brennstoff-Filtereinrichtung.
  14. Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Paneel ein Sandwich aus einer äußeren Schicht (60) des Maschensubstrats, einer Schicht (70, 70') aus spinnbondiertem Material und einer Schicht (80, 80') aus schmelzgeblasenem Material enthält, welch' letzteres benachbart angeordnet ist zur Schicht des spinnbondierten Materials.
  15. Tankinnen-Brennstoff-Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Porengröße der Öffnungen (66) der Außenschicht (60) ca. 375-1125 Mikron beträgt.
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