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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bereitstellen von gereinigtem Kraftstoff für ein Kraftfahrzeug.
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Stand der Technik
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Verunreinigungen, insbesondere Wasser, im Dieselkraftstoff eines Kraftfahrzeugs können Störungen und Schäden, wie beispielsweise Korrosionen im Kraftstoffsystem oder eine schlechte Verbrennung in der Brennkraftmaschine, verursachen. Es ist daher seit langem bekannt, den Dieselkraftstoff zu reinigen, bevor dieser in eine Einspritzanlage oder die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs gelangt.
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Zur Reinigung des Dieselkraftstoffes, insbesondere zum Abscheiden von Wasser, sind verschiedene Methoden bekannt, wie beispielsweise in der
DE 10 2004 041 768 A1 beschrieben.
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Eine erste Methode sieht vor, Filterelemente einzusetzen, welche auf ihre Rohseite oder Reinseite derart beschichtet sind, dass Wasser, welches im durch das Filterelement hindurchtretenden Dieselkraftstoff enthalten ist, koalesziert und in Tropfenform absinkt.
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Eine zweite Methode sieht vor, das Wasser mit Hilfe eines Fliehkraftabscheiders abzuscheiden.
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Gemäß einer dritten Methode wird ein Filterelement zusammen mit einem Fliehkraftabscheider zur Reinigung des Dieselkraftstoffes verwendet.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative oder verbesserte Vorrichtung zum Bereitstellen von gereinigtem Kraftstoff bereitzustellen.
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Ganz allgemein besteht eine Aufgabe darin, eine Vorrichtung zur Reinigung von mit Flüssigkeiten oder mit Feststoffen verunreinigten Betriebsmitteln bereitzustellen.
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Demgemäß wird eine Vorrichtung zum Bereitstellen von gereinigtem Kraftstoff für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, mit einer Kraftstoffpumpe, welche einen Antrieb aufweist, oder mit einer Kurbelwelle, welche einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, und mit einer Abscheideeinrichtung, welche zum Abscheiden von Wasser aus verunreinigtem Kraftstoff zum Bereitstellen des gereinigten Kraftstoffs mittels des Antriebs oder der Kurbelwelle antreibbar ist.
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Vorteilhaft kann hierdurch ein vorhandener elektrischer Antrieb der Kraftstoffpumpe oder eine vorhandene, der Brennkraftmaschine zugeordnete Kurbelwelle zum Antreiben der Abscheideeinrichtung verwendet werden. Entsprechend kann ein zusätzlicher Antrieb für die Abscheideeinrichtung eingespart werden.
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Mit Hilfe von externer mechanischer Energie antreibbare Abscheideeinrichtungen, wie beispielsweise Fliehkraftabscheider, weisen vorteilhaft auch über einen langen Betriebszeitraum einen gleichbleibend hohen Abscheidegrad auf. Dies unterscheidet sie von Filterelementen, deren Abscheidegradgrad mit der Zeit abnimmt.
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Anstelle des Kraftstoffs kann auch ein anderes Betriebsmittel mittels der Vorrichtung bereitgestellt werden. Betriebsmittel bezeichnen vorliegend Mittel zum Betreiben eines Kraftfahrzeuges, wie beispielsweise Kraftstoffe, deren chemische Energie durch Verbrennung in Brennkraftmaschinen freigesetzt wird, oder Schmierstoffe für ein Kraftfahrzeug. Zusätzlich oder alternativ können neben Wasser auch andere Verunreinigungen mittels der Abscheideeinrichtung abgeschieden werden.
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Die Vorrichtung kann zur Abscheidung von Wasser aus Dieselkraftstoff, welches durch Kondensation von Luftfeuchtigkeit in diesen eingebracht wurde oder durch mangelhafte Treibstoffqualität bereits im Dieselkraftstoff vorhanden ist, ausgebildet sein und gereinigten Dieselkraftstoff für die als Dieselmotor ausgebildete Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Die Vorrichtung fördert den Dieselkraftstoff aus einem Tank oder aus einem sonstigen Behälter zur Bevorratung und Lagerung des Betriebsmittels.
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Ferner kann die Vorrichtung zur Abscheidung von Wasser aus Öl ausgebildet sein.
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Weiterhin wird ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zum Bereitstellen von gereinigtem Kraftstoff bereitgestellt.
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In Ausführungsformen der Vorrichtung ist die Abscheideeinrichtung als ein Fliehkraftabscheider ausgebildet. Vorteilhaft kann dadurch das Abscheiden des Wassers aus dem Kraftstoff mittels der Strömungsgeschwindigkeit des geförderten Kraftstoffs erreicht werden.
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Beispielsweise ist in Ausführungsformen der Vorrichtung die Abscheideeinrichtung als ein Tellerseparator ausgebildet. Durch den Einsatz von Tellerseparatoren kann vorteilhaft eine schnelle und kontinuierliche Trennung verschiedener Flüssigkeiten und Feststoffe gewährleistet werden.
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In Ausführungsformen der Vorrichtung kann der Tellerseparator als Gegenstrom-Tellerseparator ausgebildet sein. In Ausführungsformen der Vorrichtung ist der Tellerseparator als Gleichstrom-Tellerseparator ausgebildet. Dies erlaubt vorteilhaft, unterschiedliche Gestaltungen der Bauform des Tellerseparators vorzusehen und eine Anpassung der Bauform an vorherrschende Gegebenheiten vorzunehmen.
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Beispielsweise ist in Ausführungsformen der Vorrichtung die Abscheideeinrichtung in einem Gehäuse der Kraftstoffpumpe integriert. „Integriert” meint, dass die Abscheideeinrichtung teilweise oder vollständig in dem Gehäuse der Kraftstoffpumpe aufgenommen ist. Gegebenenfalls kann die Abscheideeinrichtung so auch einfach mit dem Antrieb der Kraftstoffpumpe verbunden werden.
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Ferner kann die Abscheideeinrichtung eine Sammeleinrichtung aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, das abgeschiedene Wasser zu sammeln.
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In Ausführungsformen der Vorrichtung kann die Sammeleinrichtung ein austauschbares Element umfassen, welches ein wasserabsorbierendes Material aufweist. Dies erlaubt vorteilhaft, die Reinigungsfunktion der Vorrichtung durch ein Ersetzen des austauschbaren Elementes aufrecht zu erhalten.
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Beispielsweise weist in Ausführungsformen der Vorrichtung die Sammeleinrichtung eine Pumpe auf, welche dazu ausgebildet ist, das abgeschiedene Wasser abzupumpen.
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Weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen dabei:
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1: eine Ansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Bereitstellen von gereinigtem Kraftstoff in einem Kraftstoffsystem eines als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftfahrzeuges; und
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2: eine Ansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Bereitstellen von gereinigtem Kraftstoff in einem Kraftstoffsystem eines als Lastkraftwagen ausgebildeten Kraftfahrzeuges;
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In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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1 zeigt eine Ansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Bereitstellen von Kraftstoff in einem Kraftstoffsystem 2 eines als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftfahrzeuges 3.
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Die Vorrichtung 1 umfasst beispielsweise eine als Kraftstoffpumpe 4 ausgebildete Fördereinrichtung, welche einen Antrieb 5 aufweist. Mit Hilfe der Kraftstoffpumpe 4 wird der zu reinigende Kraftstoff der Brennkraftmaschine 6 über Kraftstoffleitungen 12 aus einem Tank 7 zugeführt.
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Eine Abscheideeinrichtung 8 der Vorrichtung 1 ist zum Abscheiden von Wasser aus dem Kraftstoff mittels des Antriebs 5 (oder mittels einer Kurbelwelle 9 der Brennkraftmaschine 6, gemäß dem Anführungsbeispiel nach 2) antreibbar. Der Antrieb 5 kann als ein Elektromotor der Kraftstoffpumpe 4 ausgebildet sein. Die mechanische Energie des Antriebs 5 kann zu der Abscheideeinrichtung 8 mittels einer in 1 nicht dargestellten Welle übertragen werden. Die über den Antrieb 5 oder über die Kurbelwelle 9 übertragene mechanische Energie kann von der Abscheideeinrichtung 8 zum Abscheiden des Wassers verwendet werden. Die Abscheideeinrichtung 8 kann in einem Gehäuse der Kraftstoffpumpe 4 integriert sein, abweichend von der 1 dargestellten Ausführungsform.
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Die Abscheideeinrichtung 8 kann als ein Fliehkraftabscheider ausgebildet sein. Die als Fliehkraftabscheider ausgebildete Abscheideeinrichtung 8 umfasst beispielsweise einen Einlaufzylinder, in welchem der zu reinigende Kraftstoff durch den Antrieb 5 auf einer kreisförmigen Bahn beschleunigt wird. Durch die Drehgeschwindigkeit wird das abzuscheidende Wasser durch die Fliehkraft an die Kegelwände des Einlaufzylinders geschleudert und soweit abgebremst, dass es sich aus der Strömung löst und in eine als Auffangbehälter ausgebildete Sammeleinrichtung 10 gelangt.
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Ferner kann die Abscheideeinrichtung 8 als Tellerseparator ausgeführt sein. Dieser umfasst beispielsweise eine antreibbare Tellerwelle, welche durch die von den Antrieb 5 bereitgestellte mechanische Energie angetrieben wird und für eine Drehung der im Tellerseparator befindlichen Teller sorgt.
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Die durch den Antrieb 5 bereitgestellte mechanische Energie kann von der Abscheideeinrichtung 8 auch dazu aufgewendet werden, um den zu reinigenden Kraftstoff auf eine in der Abscheideeinrichtung 8 angeordnete Prallplatte zu beschleunigen und so das Wasser abzuscheiden.
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Die als Tellerseparator ausgebildete Abscheideeinrichtung 8 kann als Gleichstrom-Tellerseparator oder als ein Gegenstrom-Tellerseparator ausgebildet sein.
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Ferner kann die Abscheideeinrichtung 8 die als Wassertank ausgebildete Sammeleinrichtung 10 aufweisen, welche dazu ausgelegt ist, das abgeschiedene Wasser zu sammeln, und welche beispielsweise ein austauschbares Element 11 umfasst, das ein wasserabsorbierendes Material aufweist. Das wasserabsorbierende Material kann ein wasserabsorbierendes Polymer umfassen.
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Ebenso kann die Sammeleinrichtung 10 eine Pumpe aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, das abgeschiedene Wasser abzupumpen, um die Funktionsfähigkeit der Abscheideeinrichtung 8 kontinuierlich aufrechtzuerhalten.
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Der Tank 7 des Kraftfahrzeuges 3 kann einen Trübungssensor 13 zum Erfassen eines Trübungsgrades des in dem Tank 7 befindlichen Kraftstoffes aufweisen, wobei der Trübungssensor 13 mit einer Recheneinrichtung 14 einer Steuerungseinrichtung 15 gekoppelt sein kann. Beispielsweise ist die Recheneinrichtung 14 als eine speicherprogrammierbare Steuerung ausgebildet.
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Die Steuerungseinrichtung 15 kann dazu ausgelegt sein, als Kriterium für einen Betrieb der Abscheideeinrichtung 8 zum Abscheiden von Wasser einen Grenzwert für einen von dem Trübungssensor 13 erfassten Trübungsgrad des in dem Tank 7 befindlichen Kraftstoffes zu verwenden.
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Dabei kann der von dem Trübungssensor 13 erfasste Trübungsgrad des Kraftstoffes mit einem vorherrschenden Wasseranteil des in dem Tank 7 des Kraftfahrzeuges 3 befindlichen Kraftstoffes korreliert werden.
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In 1 ist die Abscheideeinrichtung 8 vor der als erste Verdichterstufe ausgebildeten Kraftstoffpumpe 4, d. h. saugseitig der Kraftstoffpumpe 4 angeordnet. Die Vorrichtung 1 zum Bereitstellen von Kraftstoff kann aber auch abweichend von der dargestellten Ausführungsform mit einer druckseitig angeordneten Diesel-Wasser-Trennung nach der Kraftstoffpumpe 4 realisiert werden.
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2 zeigt eine Ansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Bereitstellen von gereinigtem Kraftstoff in einem Kraftstoffsystem 2 eines als Lastkraftwagen ausgebildeten Kraftfahrzeuges 3.
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Abweichend von der in der 1 dargestellten Ausführungsform weist die Vorrichtung 1 in der 2 eine Kurbelwelle 9 auf, welche der Brennkraftmaschine 6 des Kraftfahrzeuges 3 zugeordnet ist.
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Bei dem Lastkraftwagen kann die Abscheideeinrichtung 8 der Vorrichtung 1 beispielsweise über die Kurbelwelle 9 angetrieben werden. Ferner kann auch die Kraftstoffpumpe 4 über die Kurbelwelle 9 von der Brennkraftmaschine 6 des Kraftfahrzeuges 3z. B. angetrieben werden.
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In Ausführungsformen für Lastkraftwagen kann die Vorrichtung 1 ohne den Antrieb 5 ausgebildet sein, wie in 2 dargestellt.
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Die Vorrichtung 1 kann gemäß einer weiteren Ausführungsform als eine stationäre Vorrichtung 1 einer Tankstelle oder einer sonstigen Versorgungsanlage ausgebildet sein, an der Kraftfahrzeuge 3 mit Kraftstoffen, wie etwa Benzin oder Diesel oder Flüssiggas, oder mit sonstigen Betriebsmitteln versorgt werden können.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Kraftstoffsystem
- 3
- Kraftfahrzeug
- 4
- Kraftstoffpumpe
- 5
- Antrieb
- 6
- Brennkraftmaschine
- 7
- Tank
- 8
- Abscheideeinrichtung
- 9
- Kurbelwelle
- 10
- Sammeleinrichtung
- 11
- Element
- 12
- Kraftstoffleitung
- 13
- Trübungssensor
- 14
- Steuerungseinrichtung
- 15
- Recheneinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004041768 A1 [0003]
