DE19736029A1 - Einrichtung zum Entgasen eines Filters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Entgasen bzw. Entlüften eines Filters, insbesondere eines Kraftstoffil­ ters, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Filter für eine derarti­ ge Einrichtung.

Bei Filtern, insbesondere bei Kraftstoffiltern, kann sich auf seiner Zuström- bzw. Rohseite im Filtergehäuse Luft oder Gas ansammeln. Das zum Filtern des Fluids zur Verfügung ste­ hende Filtervolumen kann dadurch erheblich reduziert werden. Außerdem ist die im ungenutzten Filtervolumen verbleibende Filterfläche regelmäßig von der zu filternden Flüssigkeit benetzt, so daß diese Filterfläche zumindest bei relativ niedrigen Differenzdrücken für Gase nahezu undurchlässig ist. Das schädliche Gasvolumen kann somit auch nicht über die Reinseite des Filters entweichen. Insbesondere bei mo­ dernen Kraftstoffeinspritzanlagen wird der Kraftstoff von einer zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Kraftstoffilter in der Kraftstoffzuführung angeordneten Kraftstoffpumpe durch den Kraftstoffilter angesaugt. Der sich dadurch im Kraftstoffilter ausbildende Unterdruck macht eine herkömmli­ che Entlüftung, bspw. durch eine einfache Entlüftungsboh­ rung, unmöglich. Aufgrund des im Filter herrschenden Unter­ druckes würde eine mit der Atmosphäre kommunizierende Ent­ lüftungsbohrung den gegenteiligen Effekt haben und das Fil­ ter würde sich mit Luft vollsaugen.

Aus GB 2 129 329 B ist eine Einrichtung bekannt, mit deren Hilfe Wasser aus einem Kraftstoffilter entfernt werden kann. Zu diesem Zweck ist ein Tauchrohr bis zum Grund des Filters eingeführt. Das Tauchrohr ist mit einem Unterdruck beauf­ schlagt, um das sich am Filterboden sammelnde Wasser aus dem Gehäuse abzusaugen. Dabei wird der Unterdruck mit Hilfe ei­ ner Venturi-Düse erzeugt, die von einem Nebenstrom der Luft­ zuführungsleitung des Verbrennungsmotors durchströmt ist.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, bei einem Filter, das zur Durchströmung mit der zu filtern­ den Flüssigkeit an seiner Reinseite mit einem Unterdruck be­ aufschlagt ist, Luft bzw. Gase, die sich ggf. im Filter an­ sammeln, zu entfernen.

Dieses Problem wird mit einer Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung beruht dabei auf dem allgemeinen Gedanken, daß die sich im Filter befindlichen Gase mit Hilfe von Saugmit­ teln abgesaugt werden können, die einen Unterdruck erzeugen, der betragsmäßig zumindest geringfügig größer als der im Filterinneren herrschende Unterdruck ist.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 2, wird eine vorhandene Flüssigkeitsrückführung, insbesondere eine Kraftstoffrückführung, ausgenutzt, um das Saugmittel anzutreiben. Dadurch werden zumindest für den Antrieb des Saugmittels keine zusätzlichen Aggregate, Leitungen oder dergleichen benötigt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ein­ richtung weist die Merkmale des Anspruches 3 auf. Hierbei wird die Verwendung von Saugmitteln vorgeschlagen, die zur Erzeugung des Ansaugdruckes fluiddynamische Effekte ausnut­ zen, die sich bei der Durchströmung des jeweiligen Saugmit­ tels von der zurückgeführten Flüssigkeit, insbesondere vom zurückgeführten, überflüssigen Kraftstoff, ausbilden.

Vorteilhafterweise kann ein anderes Ausführungsbeispiel mit den Merkmalen des Anspruches 4 ausgestattet sein. Dabei wird eine möglichst vollständige Entlüftung bzw. Gasentfernung erzielt.

Mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Filters, das mit den Merk­ malen des Anspruches 7 ausgestattet ist, kann eine besonders kompakte Baugruppe ausgebildet werden, die einfach montier­ bar und ohne weiteres an die Kraftstoffrückführung an­ schließbar ist.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand einer Zeichnung, in der ein Kraftstoffkreislauf schematisch wiedergegeben ist.

Entsprechend der Zeichnung saugt eine Kraftstoffeinspritz­ pumpe 1 über eine Ansaugleitung 2 gefilterten Kraftstoff von der Reinseite eines Kraftstoffilters 3 an. Im Inneren des Kraftstoffilters 3 ist ein im wesentlichen zylindrisches, ringförmiges Filterelement 4 angeordnet, das im gezeigten Ausführungsbeispiel radial von außen nach innen entsprechend den Pfeilen a von dem zu filternden Kraftstoff durchströmt wird. Ein derartiges Filterelement 4 ist an seiner entspre­ chend der Zeichnung unteren Stirnseite geschlossen ausgebil­ det und an seiner oberen Stirnseite an die mit dem Inneren des Filterelementes 4 kommunizierende Ansaugleitung 2 abge­ dichtet angeschlossen. Der zu reinigende Kraftstoff wird dem Filter 3 rohseitig über eine Zulaufleitung 5 zugeführt, die den Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 6 ansaugt.

Beispielsweise nach dem Austausch eines Filterelementes 4 kann im Filtergehäuse eine große Luftmenge enthalten sein. Im Inneren des Filters 3 können sich aber auch während des Betriebes, insbesondere wenn der Kraftstoff das Filterele­ ment 4 durchdringt, Gase aus dem Kraftstoff ausscheiden und sich vorzugsweise im oberen Bereich des Filters 3 ansammeln, wobei sich ein schädliches Gasvolumen 7 ausbildet. Dieses Gasvolumen 7 verdrängt das für die Filterung des Kraftstof­ fes zur Verfügung stehende Filtervolumen, so daß sich der Durchsatz durch das Filter 3 zunehmend verringert bis für den Verbrennungsmotor bzw. für die Einspritzanlage zu wenig gefilterter Kraftstoff zur Verfügung steht. Ein Gasvolumen 7 im Filter 3 hat außerdem zur Folge, daß eine außen am Filter 3 angebrachte Kraftstoffheizvorrichtung, aufgrund der ver­ kleinerten Übertragungsfläche, die für eine ausreichende Temperierung des Kraftstoffes erforderliche Wärmeenergie nicht auf den Kraftstoff übertragen kann.

Ein Absaugen des schädlichen Gasvolumens 7 über die Ansaug­ leitung 2 durch die Einspritzpumpe 1 kann regelmäßig nicht erfolgen, da die vom Kraftstoff durchtränkte Filterfläche des Filterelementes 4 bei den üblicherweise vorliegenden Differenzdrücken gasundurchlässig ist. Außerdem ist ein Ab­ saugen der Gase durch die Filterfläche ohnehin unerwünscht, da die Durchdringung der Filterfläche mit Gas regelmäßig schwallartig erfolgt, so daß relativ große Gasblasen durch die Ansaugleitung 2 transportiert werden, die insbesondere für die Einspritzanlage und die Zündanlage des Motors pro­ blematisch sind.

Im oberen Bereich des Kraftstoffilters 3, das heißt an einer Stelle, die im Montagezustand des Kraftstoffilters 3 aus hy­ drostatischer Sicht oben liegt, ist eine Entlüftungsöffnung 8 angebracht. An dieser Entlüftungsöffnung 8 ist ein Saug­ mittel 9 an seiner Saugseite angeschlossen. Dieses Saugmit­ tel 9, das beispielsweise als eine Injektorpumpe oder als eine Art Saug- oder Wasserstrahlpumpe ausgebildet sein kann, ist dabei in eine Kraftstoffrückführungsleitung 10 einge­ setzt, und wird vom zurückgeführten Kraftstoff durchströmt. Die bei der Durchströmung entstehenden fluiddynamischen Ef­ fekte werden zur Erzeugung eines Unterdruckes ausgenutzt. Dabei wird das im Kraftstoffilter 3 enthaltene Gas entspre­ chend dem Pfeil b von der Saugpumpe 9 durch die Entlüftungs­ öffnung 8 abgesaugt, dabei mit dem Kraftstoff verwirbelt oder vermischt und über die Kraftstoffrückführungsleitung 10 in den Kraftstofftank 6 abgeführt. Dabei reduziert sich das Gasvolumen 7 im Kraftstoffilter 3.

Wenn das Gasvolumen 7 vollständig abgesaugt ist, kann durch die Entgasungs- beziehungsweise Entlüftungsöffnung 9 rohsei­ tiger Kraftstoff in die Kraftstoffrückführungsleitung 10 eindringen. Da für die Entgasung aber schon eine relativ kleine Öffnungsfläche in der Entgasungsöffnung 9 ausreichend ist, weist die sich gegebenenfalls einstellende Bypass­ strömung einen sehr geringen Volumenstrom auf, der regelmäßig in Kauf genommen werden kann. Es können aber auch nicht darge­ stellte Ventilmittel vorgesehen sein, die dafür sorgen, daß kein rohseitiger Kraftstoff durch die Entlüftungsöffnung 9 austritt, wenn das Gasvolumen 7 einen minimalen Wert er­ reicht. Dies kann beispielsweise dann von Interesse sein, wenn der bereits gefilterte Kraftstoff in der Kraft­ stoffrückführungsleitung 10 nicht mit dem ungefilterten Kraftstoff aus der Rohseite des Kraftstoffilters 3 vermischt werden soll.

Da eine moderne Einspritzpumpe 1 stets mehr Kraftstoff för­ dert, als der Verbrennungsmotor auch unter Höchstlast ver­ brauchen kann - beispielsweise um die Kraftstoffeinspritz­ pumpe 1 zu kühlen -, muß der anfallende überflüssige Kraft­ stoff in den Kraftstofftank 6 zurücktransportiert werden. Dies erfolgt über die Kraftstoffrückführungsleitung 10. So­ mit kann bei der erfindungsgemäßen Einrichtung das Saugmit­ tel 9 in die ohnehin vorhandene Rückführungsleitung 10 ein­ gesetzt und der darin zurückströmende Kraftstoff als Antrieb für das Saugmittel 9 verwendet werden. Auf diese Weise sind keine zusätzlichen Antriebsmittel für das Saugmittel 9 not­ wendig.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform, kann das Saugmittel 9 bereits im Gehäuse des Filters 3 integriert sein, so daß zum Einbau der erfindungsgemäßen Einrichtung nur ein bisheriger Kraftstoffilter 3 gegen einen mit dem Saugmittel 9 ausgerüsteten Kraftstoffilter 3 ausgewechselt und an die Kraftstoffrückführungsleitung 10 angeschlossen werden muß.

Claims (7)

1. Einrichtung zum Entgasen eines Filters, an dessen Rein­ seite die zu filternde Flüssigkeit angesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Saugmittel (9) zum Absaugen des Gases vorgesehen ist, das rohseitig an das Filter (3) angeschlossen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugmittel (9) durch die Flüssigkeit einer Flüssig­ keitsrückführung angetrieben ist, die durch das Filter (3) angesaugte, überflüssige Flüssigkeit in einen Flüssigkeit­ stank (6) zurückleitet.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugmittel (9) eine Wasserstrahlpumpe, Injektorpumpe oder dergleichen ist, die an eine Flüssigkeitsrückführungs­ leitung (10) der Flüssigkeitsrückführung angeschlossen ist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugmittel (9) mit dem hydrostatisch höchsten Punkt im Inneren des in seiner Montagegestellung befindlichen Fil­ ters (3) kommunizierend verbunden ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ventilmittel vorgesehen sind, die ein Absaugen der zu filternden Flüssigkeit durch das Saugmittel (9) verhindern.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmittel mit einem Schwimmer zusammenwirken, der im Inneren des Filters (3) angeordnet ist.

7. Filter für eine Einrichtung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugmittel (9) in einem Gehäuse des Filters (3) in­ tegriert ist.