具有至少一个加热装置的流体过滤器及其制造方法技术领域
本发明涉及流体过滤器，尤其是燃料、油、水或尿素溶液的过滤器，尤其是内燃发动机的流体过滤器，尤其是机动车的内燃发动机，包括过滤器壳体，该壳体具有用于要被清洁的流体的至少一个进口和用于已被清洁的流体的至少一个出口，并且其中至少一个过滤器元件被设置成使得该元件将所述至少一个进口与所述至少一个出口分开，并且包括至少一个加热装置，利用该加热装置可加热所述至少一种流体。
而且，本发明涉及制造流体过滤器的方法，尤其是燃料、油、水或尿素溶液的过滤器，尤其是内燃发动机的流体过滤器，尤其是机动车的内燃发动机，尤其是根据本发明的过滤器，其中至少一个过滤器元件和至少一个加热装置被通过安装开口引入到过滤器壳体内，并且封闭该过滤器壳体。
背景技术
EP2239034A2中公开的过滤器装置具有被设置在过滤器壳体内的过滤器元件和被设置在流体的流动路径中的加热装置。该加热装置包括加热元件，该加热元件被固定在加热器支撑件上。该加热装置被定位在盖的内侧，该盖封闭过滤器壳体。
本发明的目的是设计一种过滤器以及制造上述类型的过滤器的方法，其中该过滤器的部件能被容易地建造，并且尤其付出最小可能的安装努力和/或部件成本。
发明内容
通过根据本发明的过滤器实现该目的，其中该至少一个加热装置具有至少一个加热器壳体本体，过滤器壳体的壳体容器具有安装开口，所述本体被至少部分地插入并用过滤器壳体的壳体容器上/中的至少一个固定装置固定在壳体容器的插入部分中，以封闭该过滤器壳体的壳体容器的用于将至少一个过滤器元件引入壳体容器的安装开口。
加热器壳体本体根据本发明被用于封闭壳体容器。加热器壳体本体是过滤器壳体的一部分。其被插入到壳体容器的插入部分中。加热器壳体本体履行了盖子的功能。因此不再需要额外的盖子。以这种方式，减少了部件成本和组装成本。
壳体容器可有利地具有至少一个流体通道，尤其是至少一个出口和/或至少一个进口。
壳体容器可有利地被实现为圆柱体、标准管或管的类型。壳体容器在一侧可以是开放的并且在那里具有插入部分和安装开口。在相对侧，壳体容器可具有至少一个流体通道，尤其是至少一个进口和/或至少一个出口。
加热器壳体本体可有利地具有至少一个流体通道，尤其是至少一个进口和/或至少一个出口。
所述至少一个进口、所述至少一个加热装置、所述至少一个过滤器元件和所述至少一个出口可有利地在空间上被一个设置在另一个的后面，尤其是基本上成一条直线地和/或平行于一条直线，尤其是过滤器轴线。该过滤器可有利地被设计为所说的在线过滤器。在线过滤器可被直接安装在流体管线中，尤其是燃料管线。在维护期间该整个模块可容易地更换。
所述至少一个加热装置可有利地被设置成在流体流过该过滤器的方向上位于所述至少一个过滤器元件的前面。以这种方式，流体可在其到达过滤器元件之前被加热。因此能改善流体的流动性。可减少在过滤器元件的原始流体侧和清洁流体侧之间的任何可能压力损失。替换地或附加地，至少一个加热装置可被设置在所述至少一个过滤器元件的下游。
该过滤器可具有一个或多个加热器装置。替换地或附加地，该过滤器可具有一个或多个过滤器元件。
该至少一个壳体容器和该至少一个加热器壳体本体可有利地是不同的材料。以这种方式，可根据它们各自的功能和/或构造来优化它们中的每一个。
所述至少一个加热装置可有利地是电操作的。替换地或附加地，可提供由其它手段操作的至少一个加热装置。
所述至少一个加热装置的至少一个加热元件和/或至少一个连接元件，尤其是电连接，可有利地被集成在所述至少一个加热器壳体本体内。以这种方式，该加热装置可被完全预组装成一个模块并且被插入在壳体容器的插入部分中。因此可进一步减少安装成本和部件成本。
密封装置，尤其是环密封件，可有利地被提供以密封所述至少一个加热器壳体本体和所述壳体容器。
所述至少一个密封装置，尤其是密封槽和/或环密封件，可有利地被至少部分地设置在加热器壳体本体上。因此它能与加热器壳体本体安装在一起。
所述至少一个过滤器元件可有利地是所说的中空过滤器元件，尤其是圆形过滤器元件、椭圆形过滤器元件、圆锥－椭圆形过滤器元件、圆锥圆形过滤器元件或不同类型的圆形过滤器元件。过滤器元件，尤其是中空过滤器元件，也可具有多边形横截面。中空过滤器元件，尤其是圆形过滤器元件，可被简单地且空间高效地设置在尤其是圆柱状、筒形或筒状壳体容器内。替换地或附加地，可提供至少一个其它类型的过滤器元件，尤其是平坦过滤器元件。
所述至少一个过滤器元件可有利地具有至少一个过滤器介质，该过滤器介质尤其被以Z字形折叠或弯曲。所述至少一个过滤器元件可有利地被安装有未折叠或未弯曲的过滤器介质。在被构造成中空过滤器元件的过滤器元件中，该过滤器介质可相对于元件轴线或过滤器轴线至少部分地沿着周向延伸，尤其是在周向上是封闭的。
过滤器介质可至少包括过滤器纸、过滤器羊毛、熔喷无纺布、过滤器泡沫和/或适合于对应的流体的过滤的至少一个其它的介质。
除了所述至少一个过滤器元件以外，该过滤器还可具有用于处理该流体的额外的装置，尤其是用于材料，尤其是水，与待被过滤的流体分离的分离设备。
该过滤器可有利地被提供以清洁和加热燃料，尤其是柴油燃料。在其它方面它可被提供以用于其它类型的流体，尤其是油、水、或尿素溶液。
该过滤器可有利地被用于清洁机动车的内燃发动机的流体。不过，本发明不限于机动车的内燃发动机。相反，它也能被用在其它类型的内燃发动机中，尤其是工业发动机中。本发明也能与内燃发动机分开使用，用在机动车的内或外部。
在有利的实施例中，所述至少一个固定装置可包括在加热器壳体本体的相对于过滤器轴线的径向外圆周侧中的至少一个凹部，并且所述至少一个固定装置可具有在所述壳体容器的圆周壁的径向内圆周侧上的至少一个突起，所述至少一个突起匹配所述插入部分的区域中的至少一个凹部，所述突起可在将所述至少一个加热器壳体本体和所述壳体容器组装之后通过壳体容器的圆周壁的成形来实现，并且所述突起可接合所述至少一个凹部。
以这种方式，可不使用壳体容器中或上的另外的部件就固定所述加热器壳体本体。因此可摒弃另外的固定装置，尤其是夹具、螺钉、支架等。这进一步减少了安装成本和部件成本。
通过所述至少一个突起和所述至少一个凹部的相互作用，可形成至少一个形状配合连接。借助于所述形状配合连接，所述至少一个加热器壳体本体可被简单地、准确地和/或稳定地固定在壳体本体内或上。
所述固定可通过在安装了加热器壳体本体之后在壳体本体的圆周壁中形成所述至少一个突起来实现。这可通过机械手段实现，尤其是通过冲压和/或压印，尤其是利用辊或压力机，和/或通过加热。所述至少一个突起可通过压力和/或热的作用而被压制、弯曲或成形。所述至少一个突起可尤其通过凸缘类型被实现。
可有利地提供单一一个突起，其可接合对应的凹部。不过，也可提供多个突起和多个对应的凹部。
所述至少一个突起和/或所述至少一个凹部可有利地沿着圆周方向延伸。以这种方式，固定装置能抵抗在加热器壳体本体和所述壳体容器之间的轴向拉力。
替换地或附加地，所述至少一个突起和/或所述至少一个凹部可具有相对于圆周方向横向的或倾斜的定向组成部分。所述至少一个加热器壳体本体因此可在圆周方向上被牢固地固定在壳体容器内/上。所述至少一个突起和/或至少一个凹部也可具有轴向定向组成部分。所述至少一个突起和所述至少一个凹部也可至少部分地或者分段地沿周向延伸并带有变化的和/或改变的定向组成部分，尤其是波浪形的或Z字形的。
所述至少一个突起可有利地在圆周上相对于过滤器轴线是连续的且封闭的。所述至少一个凹部可对应地在圆周上是连续封闭的。所述至少一个突起和/或所述至少一个凹部也可有利地沿着圆周方向是断断续续的和/或开放的。所述至少一个凹部尤其在圆周方面和/或在其径向深度方面可大于所述至少一个突起。
在另一有利的实施例中，壳体容器可至少在插入部分中由可成形的材料制成，尤其是金属，优选是铝。所述至少一个突起可被容易地引入到可成形的材料中。对于金属，尤其是铝，能实现足够的延展性，尤其是可延伸性和/或可变形性。铝还具有相对低的比重。
壳体容器的对应材料可以是以任何方式可成形的，尤其是借助机械力和/或热。
整个壳体容器可有利地由同一材料或材料混合物制造。以这种方式，它可被更容易地制造。壳体容器可有利地是一件式的。
替换地，像用在壳体容器的其余部分中一样，另一材料可被用在壳体容器的插入部分中。
壳体容器可有利地通过冲击挤压尤其是由铝制造。铝制零件，尤其是冲击挤压的铝制零件，能被实现为具有高延展性。壳体容器也可通过其它手段由铝或不同的材料制造。
在另一有利的实施例中，所述至少一个加热器壳体本体可至少包括塑料和/或至少一种其它材料。
该加热器壳体本体可有利地全部或部分地由塑料组成和/或至少包括塑料。利用塑料，该至少一个加热器壳体本体可被实现为具有相对低重量。而且，通过塑料可实现复杂的形状。塑料零件可具有大可弯曲性。替换地或附加地，该至少一个加热器壳体本体可包括至少一种其它材料或由该至少一种其它材料组成，尤其是金属。
塑料制成的该至少一个加热器壳体本体与尤其是由冲击挤压铝制成的壳体容器的连接具有的优点是，能容易地组合塑料的可弯曲性和尤其是冲击挤压铝的延展性，尤其是付出很小的努力以及低成本。
在另一有利的实施例中，至少一个突起可通过在壳体容器的圆周的至少一部分上的该壳体容器的圆周壁上的压印实现。因此可在所述至少一个加热器壳体本体安装之后容易地从外部压印所述至少一个突起。所述至少一个突起可被容易地实现以匹配所述至少一个加热器壳体本体的所述至少一个凹部。
所述至少一个突起可有利地借助对所述圆周壁的辊压印来实现。因此可容易地实现圆周突起。为此目的，可有利地使对应的滚轴或辊沿着所述圆周壁周向地滚动。
在另一个有利的实施例中，可在组装所述至少一个加热器壳体本体和所述壳体容器之前和/或期间，在所述至少一个加热器壳体本体的径向外圆周侧中实现所述至少一个凹部。
所述至少一个凹部可有利地在所述至少一个加热器壳体本体的制造期间被实现。所述至少一个加热器壳体本体可有利地通过注射成型方法、铸塑成型方法、吹塑成型方法或以其它方式由塑料形成。由此所述至少一个凹部可已经被设置在模具中。
替换地或附加地，所述至少一个凹部可至少部分地在所述过滤器的部件的组装期间被实现。这可尤其是发生在所述至少一个突起的整个形成过程中或者发生在所述至少一个突起的形成期间。
在另一个有利的实施例中，所述至少一个加热器壳体本体和所述壳体容器可至少在插入部分中具有相似的横截面。以这种方式，所述至少一个加热器壳体本体可被容易地安装，尤其是紧密地安装到所述壳体容器的插入部分中。
有利地，所述容器壳体至少在所述插入部分中以及所述至少一个加热器壳体本体可具有圆形、椭圆形、有角的或其它类型的横截面。圆形或等边多边形，尤其是正方形，的横截面具有的优点是，可自由地选择所述至少一个加热器壳体本体相对于所述壳体容器的旋转定向。具有更低的对称度的横截面，尤其是椭圆形或非对称的横截面，具有的优点是，可更容易地确定所述至少一个加热器壳体本体在所述壳体容器中的旋转定向。
在另一个有利的实施例中，所述壳体容器和/或所述至少一个加热器壳体本体具有至少一个定位装置，尤其是至少一个止动件，以规定所述至少一个加热器壳体本体在所述壳体容器中的安装位置。以这种方式，可使安装更容易。通过具体规定安装位置，所述至少一个凹部可被更准确地定位在所述壳体容器上。因此，还可容易地改善以后要形成的所述至少一个突起的位置的再现性。
所述至少一个定位装置可有利地具有至少一个止动件。所述止动件可有利地在所述壳体容器的侧面上。
所述至少一个止动件可有利地是周向或部分周向的衬圈。所述至少一个止动件可在所述壳体容器上径向向内延伸。所述至少一个止动件可被定位在所述壳体容器的所述插入部分上并位于所述插入开口的相对于所述过滤器轴线的轴向相对端处。以这种方式，可防止所述至少一个加热器壳体本体在所述壳体容器内被插入得太深。
本发明的目的还根据本发明由一种方法实现，其中所述加热装置的至少一个加热器壳体本体，出于封闭所述壳体容器的目的，被至少部分地插入到所述壳体容器的具有安装开口的插入部分中，并且由所述壳体容器上或内的至少一个固定装置固定。
上面参照根据本发明的过滤器示出的特征和优点及其有利的实施例因此适用于根据本发明的方法和其有利的实施例，反之亦然。
在该方法的一个有利的实施例中，在将所述至少一个加热器壳体本体插入到所述壳体容器中之后，在所述插入部分的所述插入部分的相对于过滤器轴线的径向内圆周侧的区域中，匹配至少一个凹部的至少一个突起可被形成在所述至少一个加热器壳体本体的径向外圆周侧中，使得所述至少一个突起接合在所述至少一个凹部内。
附图说明
本发明的另外的优点、特征和细节将从下面的描述中变得显而易见，在下面的描述中参照示意图更详细地解释了本发明的实施例。本领域技术人员还会适当地单独考虑在附图、描述和权利要求中公开的特征并将它们组合成另外的有意义的组合。
图1示出了燃料过滤器的沿着图2的截面线I-I的纵向截面，该燃料过滤器带有过滤器元件和用于该燃料的加热装置；
图2示出了在沿着加热器的方向观察时的图1的燃料过滤器的横向侧面图；
图3示出了在组装过滤器元件和加热装置之前，沿着图4的截面线III-III的图1和图2的燃料过滤器的壳体容器的纵向截面；
图4示出了在沿着过滤器元件的安装开口的方向观察时图3的壳体容器的横向侧面图。
在附图中，同样的部件使用了相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中，示出了燃料过滤器10的纵向截面。燃料过滤器10是所说的在线过滤器。它被直接定位在机动车的内燃发动机的燃料供应线（本文未示出）中。燃料过滤器10被用于清洁并加热流过该燃料管线的燃料，尤其是柴油燃料。
燃料过滤器10包括具有筒状壳体容器14的过滤器壳体12和电加热装置18的加热器壳体本体16。壳体容器14是由铝冲击挤压形成的。加热器壳体本体16由塑料制成。
以本文中未讨论的方式，加热装置18用于加热被供应到燃料过滤器10的燃料。
图3中示出了在燃料过滤器10的组装之前状态时的壳体容器14的纵向截面并且图4示出了此时的横向视图。壳体容器14具有圆形的圆柱形圆周壁20，其相对于过滤器轴线22是轴向的。
除非另有具体规定，当下面提及“轴向”、“径向”、“周向”或者“同轴”，这指的是过滤器轴线22。
在一个端面上，在图1和3的右侧，壳体容器14具有端壁24。端壁24被一体地连接到圆周壁20。壳体容器14的与端壁24轴向相对的端面具有用于过滤器元件28的安装开口26。当燃料过滤器10被安装时，安装开口26被加热器壳体本体16封闭，加热器壳体本体16作为壳体盖子。
用于已经清洁的燃料的出口30同轴地延伸通过端壁24。出口30包括在过滤器壳体12的外侧上的同轴出口端口。用于过滤器元件28的同轴连接圆筒在过滤器壳体12的内侧上被一体地连接到端壁24。
在有安装开口26的一侧上，圆周壁20形成了用于加热器壳体本体16的插入部分32。插入部分32在与安装开口26轴向相对的一侧上由周向、封闭的连续止动衬圈34界定。止动衬圈34被实现为圆周壁20的凹陷并且径向向内延伸。止动衬圈34用作止动件以将加热器壳体本体16定位在图1中所示的其最终位置。
加热器壳体本体16具有圆形外横截面。其外直径略小于插入部分32的内直径。加热器壳体本体16具有同轴圆形圆柱形加热器圆周壁36。加热器圆周壁36的径向外圆周侧在燃料过滤器10的安装期间被安装靠在插入部分32的径向内圆周侧上，如在图1和2中所示。
周向、封闭的连续凹部38被形成在周向加热器壁36的径向外圆周侧上。该凹部38会在加热器壳体本体16的制造期间就已经被实现，例如通过塑料成型方法。
当燃料过滤器10被安装时，周向、封闭的连续突起40形状配合地接合在凹部34中，在图1中示出了该突起，其被定位在插入部分32中。该突起40仅在将加热器壳体本体16安装在壳体容器14中之后就利用合适的辊通过滚动压印从外部径向向内地被压入凹部38内。
加热器圆周壁36在轴向上背对过滤器壳体12的端面的端壁24上被一体地连接到加热器端壁42。要被清洁的燃料的进口44偏心地穿过加热器端壁42进入加热器壳体本体16的加热腔。在该加热腔中定位的是加热装置18的电加热元件，本文未对此进行讨论。燃料可绕着加热元件流动或者流到该加热元件上。进口44包括在过滤器壳体12的外侧上的进口端口，其被连接到燃料管线的对应部分。
插头形式的电连接器46还被设置在加热器端壁42内，其被连接到附图中未示出的对应的电线以操作加热装置18。
密封槽48还被设置在加热器圆周壁36的径向外圆周侧上，在轴向上位于凹部38和轴向上背对加热器端壁42的端边缘之间。O形环密封件50被设置在密封槽48内。该O形环密封件50密封了在加热器圆周壁36和插入部分32之间的区域。
过滤器元件28被设置在壳体容器14的内部中且在轴向上位于端壁24和加热器壳体本体16之间，使得它将进口44与出口30分开。
过滤器元件28是所说的圆形过滤器元件，其基本上与过滤器轴线22同轴。过滤器元件28包括Z字形的、折叠的、周向上封闭的过滤器介质52。过滤器介质52在其两个相应的端面上都具有端部盘。过滤器元件28的元件室54在其面对加热器壳体本体的端侧上由定位在那里的端部盘密封。在相对的端侧上，元件室54被连接到出口30。
过滤器元件28的面对端壁24的端部盘具有连接件，该连接件被插入到端壁24的内侧上的连接圆筒。
为了制造燃料过滤器10，壳体容器14、带有加热器壳体本体16的加热装置和过滤器元件28每一个都被预先制造为单独的部件。这里，壳体容器14是由铝冲击挤压的。在壳体容器14的冲击挤压期间，还没有实现突起。加热器壳体本体16由塑料模制。电连接器46的零件也在此过程中被铸造。加热装置18的所有其它零件在该铸造方法之后被集成在加热器壳体本体16内。
过滤器元件28利用所述连接件被沿轴向方向插入到壳体容器14中。
密封件50被插入到加热器壳体本体16的密封槽48中。其中包含有加热部件的加热器壳体本体16以沿轴向方向靠前的对应端侧被插入到壳体容器14的插入部分32中直到自由端边缘紧靠在止动衬圈34上。
此时通过辊在插入部分中滚动来在凹陷38的高度上压印出突起40。突起40接合在凹部38内并且与其形成了带有形状配合连接的固定装置。该固定装置将加热器壳体本体16沿轴向固定在壳体容器14内并确保其不会掉出。另外，加热器壳体本体16密封壳体容器14并且因此密封过滤器壳体12。
在燃料过滤器10的操作期间，要被清洁的燃料流过进口44进入加热装置18的加热腔。它绕着那里的加热元件流动并且被加热装置18加热。被加热的燃料流到过滤器元件28的原始流体侧，该原始流体侧在径向上在外侧上围绕过滤器介质52。被加热的燃料从径向外侧流到径向内侧地流过过滤器介质52并且被清洁。被加热的且被清洁的燃料进入元件室54。从那里，该燃料流入出口30并离开燃料过滤器10。