DE3000585C2 - Wasserstands-Erfassungseinrichtung im Gehäuse eines Treibstoff-Filters - Google Patents

Wasserstands-Erfassungseinrichtung im Gehäuse eines Treibstoff-Filters

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wasserstands-Erfassungseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Bei einer solchen, aus der US-PS 31 99 526 bekannten Wasserstands-Erfassungseinrichtung ist das Erfassungselement durch einen Schwimmer gebildet, der von dem im Filtergehäuse gesammelten Wasser in vertikaler Richtung des Filtergehäuses verlagert wird. Der Schwimmer ist über eine Hebelverbindung mit einem eine Wasserablaßeinrichtung bildenden Ventil verbunden, das immer dann selbsttätig geöffnet wird, wenn der Wasserstand und damit auch der Schwimmer eine bestimmte Höhe in dem Filtergehäuse erreicht haben. Das Filterelement ist aus einem zylindrischen Filterelement und einem konisch-kegcistumpfförmigen oder konkav gewölbten Filterelement gebildet, wobei das Letztere in vertikaler Richtung über dem zylindrischen Filterele ment in dem Filtergehäuse angeordnet ist Der durch den Treibstoffeinlaß zugeführte Treibstoff gelangt in eine konzentrisch in dem zylindrischen Filterelement angeordnete hohle Säule in den Innenraum des zylindrischen Filterelements, von dem aus der Treibstoff durch das zylindrische Filterelement hindurch nach außen gelangt, um im Treibstoff enthaltene Feststoffteilchen sowie Wassertröpfchen abzutrennen. Die Wassertröpfchen werden nach unten in den unteren Abschnitt des Filtergehäuses abgeleitet wo sie nach Sammlung eines Wasservor- rates zum Anheben des Schwfenmers führen. Der Treibstoff wird nach oben durch ein konisch-kegelstumpfförmiges Trennelement hindurchgele.;et und dann über den Treibstoffauslaß abgeleitet Wird diese bekannte Anordnung in Verbindung mit Brennkraftmaschinen von kleinen Wasserfahrzeugen oder aber Landfahrzeugen benutzt, besteht die Gefahr, daß infolge von Schwankungen der Anordnung der Schwimmer eine schwingende Bewegung ausführt, die zu einem unkontrollierten öffnen und Schließen des Ablaßventils führen.
Aus der DE-PS 5 62 394 ist es in Verbindung mit der Speisewasserzufuhr von Dampfkessel bekannt, die Wasserstandshöhe des Speisewassers mit Hilfe mehrerer Elektroden zu erfassen, die in unterschiedlichen Höhen des Speisewasserbehälters enden und damit bei unterschiedlichen Wasserstandshöhen unterschiedliche elektrische Leitfähigkeiten sowohl zwischen einander als auch dem Gehäuse des Speisewasserbehälters feststellen. Aus der DE-PS 4 37 039 ist eine Abscheideeinrichtung für Wasser aus flüssigem Treibstoff bekannt, wie sie an Tanksäulen Verwendung Finden kann. Diese bekannte Anordnung weist ein Gehäuse auf, das in seinem unteren Abschnitt das abgeschiedene Wasser sammelt In diesem unteren Abschnitt ist ein Schwimmer vorgesehen, der je nach der Wasserstandshöhe in vertikaler Richtung des Gehäuses bewegt wird. Der Schwimmer ist mit einer Betätigungsstange verbunden, die am oberen Teil des Gehäuses bei einer bestimmten Aufwärtsbewegung des Schwimmers ein im Treibstoffeinlaß vorgesehenes Ventil öffnet, so daß dann nach öffnen eines von Hand zu
so betätigenden Hahnes das sich in dem Gehäuse angesammelte Wasser abgeleitet werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wasserstands-Erfassungseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß eine zuverlässige und von schwankenden Bewegungen der Einrichtungen unabhängige Anzeige eines bestimmten Wasserstandes im Filtergehäuse gewährleistet ist. Bei einer Wasserstands-Erfassungseinrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeich nenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst
Die erfindungsgemäße Erfassungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß der jeweilige Wasserstand im Filtergehäuse mit Hilfe einer Elektrode und einer elektrischen Schaltung elektrisch gemessen wird, wobei diese Schaltung auf das von der Elektrode abgegebene elektrische Eingangssignal verzögert anspricht, um durch Schwankungen von Wasser und Treibstoff in dem Filtergehäuse bedingte kurzzeitige Leitfähigkeitsänderungen zu unterdrücken. Die Elektrode ist einstückig mit einem Anschlußteil am Bodenabschnitt des Filtergehäuses lösbar angebracht, so daß nach dem Lösen des Anschlußteils von dem Filtergehäuse durch die dann gebildete öffnung am Bodenabschnitt des Filtergehäuses das sich in diesem gesammelte Wasser abgelassen werden kann. Dieses von Hand vorgenommene Ablassen des Wassers aufgrund eines zuvor mit Hilfe der Wasserstands-Erfassungseinrichtung erzeugten Alarmsignals hat sich im praktischen Betrieb als sehr viel zuverlässiger erwiesen, als ein selbsttätiges Ablassen mit Hilfe eines Ablaßventils, da dieses-störanfällig ist und damit ein automatisches Ablassen ausreichender Wassermengen nicht immer sicherstellt.
Gemäß einer im Anspruch 2 angegebenen Weiterbildung der Erfindung weist die Schaltung einen Kondensator für ihre verzögerte Ansprechfunktion auf.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt
F i g. 1 einen Vertikalschnitt der konstruktiven Teile und die elektrischen Einrichtungen als Blöcke bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel derWasserstands-Erfassungseinrichtung und
F i g. 2 einen Stromlaufplan eines Ausführungsbeispiels der elektrischen Schaltung und der Alarmeinrichtung.
In F i g. 1 ist ein Treibstoff-Filter 1 mit einem Träger 2, einem Filtergehäuse 3 aus Metall, das an der unteren Seite des Trägers 2 angebracht ist, und ein Filterelement 4 gezeigt, das im Filtergehäuse 3 untergebracht und von einer Feder 13 festgehalten ist Das Filterelement 4 ist an sich bekannt und weist ein zylindrisch geformtes Filterpapier auf, das mit Faltungen versehen ist. Die Oberfläche des Filterpapiers ist so behandelt, daß sie das Wasser im Treibstoff abtreiuit
Ein Anschk'ßteil 22 aus Isoliermaterial, das mit einer stabförmigen Elektrode 23 aus Metall zum Feststellen des Wasserstandes versehen ist, ist abnehmbar an dem unteren Teil des Gehäuses 3 in einer Öffnung 20 angebracht Die Elektrode 23 weist an ihrer Oberseite einen freiliegenden Abschnitt 24 auf. Eine Leitung 25 verbisidet die Elektrode 23 mit einer elektrischen Schaltung 26, die im einzelnen später beschrieben wird. Eine Alarmeinrichtung 27, wie etwa eine Anzeigelampe, eine akustische Alarmeinrichtung od. dgL, wird von einem Ausgangssignal der Schaltung 26 gesteuert
Die Höhe des Wasserstandes im unteren Teil des Filtergehäuses 3 nimmt im Laufe des Betriebes allmählich zu, und wenn er die Höhe des oberen Abschnitts 24 der Elektrode 23 erreicht, r.immt der elektrische Widerstand zwischen der Elektrode 23 und dem Filtergehäuse 3, das durch den Treibstoff der Elektrode isoliert ist plötzlich durch die Leitfähigkeit des Wassers ab. Die Widerstandsänderung wird von der Schaltung 26 festgestellt und durch deren Ausgangssignal wird die Alarmeinrichtung 27 betätigt, um anzuzeigen, daß das Wasser zu entfernen ist
Wenn dieser Alarmzustand angezeigt wird, kann das Anschlußteii 22 von Hand entfernt und cki angesammelte Wasser durch die öffnung 20 hindurch abblassen werden.
Die in F i g. 2 gezeigte Schaltung 26 umfaßt einen Vergleicher 30, Nebenschlußwiderstände R\ und Ri, um eine Spannung VJ einem nicht invertierenden Eingang des Vergleichers 30 zuzuführen, und Nebenschlußwiderstände Äj und Rt, um eine Bezugsspannung Vref einem invertierenden Eingang des Vergleichers zuzuführen. Die Schaltung 26 umfaßt ferner einen Schalttransistor TA, der vom Ausgangssignal des Vergleichers 30 über einen Widerstand Rs gesteuert wird, der zwischen den Ausgang des Vergleichers 30 und die Basis des Transistors TR geschaltet ist Ein Speiseanschluß 31 der Schaltung 26 ist an eine Spannungsquelie, wie etwa die Batterie angeschlossen, und ein Eingangsanschluß 32 »st mit der Leitung 25 verbunden, der von der Elektrode 23 kommt, und ein Ausgangsanschluß 33 ist mit der Alarmeinrichtung 27, wie etwa einer Anzeigelampe L verbunden, die z. B. am Armaturenbrett vorgesehen ist Ein Masseanschluß 34 ist an Masse angeschlossen. Das aus Metall bestehende Filtergehäuse 3 und der andere Anschluß der Anzeigelampe L sind ebenfalls an Masse gelegt.
Wenn die Speisespannung + Vb beträgt dann ist die Bezugsspannung Vref
Andererseits beträgt der Widerstand zwischen der Elektrode 23 und dem Filtergehäuse 3 Rx. Wenn Treibstoff zwischen der Elektrode 23 und dem Filtergehäuse 3 vorhanden ist, ist der Widerstand Rx nahezu unendlich groß. Somit gilt:
Rx = oo
Die Spannung Viam nicht invertierenden Eingang des Vergleichers 30 wird dann
Wenn die Werte der Widerstände Ri bis A4 so gewählt sind, daß Vi > Vref, und zwar
dann nimmt der Ausgang des Vergleichers 30 hohes Potential an. Dadurch wird der Transistor TR gesperrt, so daß kein Strom über den Kollektor fließt und die Anzeigelampe nicht eingeschaltet wird.
Wenn Wasser zwischen der Elektrode 23 und dem Filtergehäuse 3 vorhanden ist, dann nimmt der Widerstand Rx zwischen diesen plötzlich durch die Leitfähigkeit des Wassers ab. Die Spannung Vi', die an dem nicht invertierenden Eingang des Vergleichers liegt, wird dann:
Rx+Rx " R [ R2(R1 +Rx)
Diese Spannung Vi' ist niedriger als die Spannung Vi (Vi' < Vi)
Deshalb können die Widerstände R1 bis R* und Rxso gewählt werden, daß gilt:
Vi'< Vref.
s Dieses bedeutet:
Dann nimmt der Ausgang des Vergleichers 30 niedriges Potential an und der Transistor TR wird leitend. Durch den Kollektorstrom des Transistors TR wird die Anzeigelampe L eingeschaltet.
Es ist erforderlich, die Widerstandswerte der Widerstände R\ bis R* uind Rx derart zu wählen, daß die obigen u; Gleichungen (1) und (2) erfüllt werden. Allerdings ist der Widerstand Rx seiner Natur nach nicht frei wählbar, so daß mit ihm in Reihe ein Hilfswiderstand geschaltet werden kann, wenn dieses erforderlich ist.
Ein Kondensator Ci:>t dem Widerstand R\ parallelgeschaltet. Dieser Kondensator Cbewirkt bei der Einschaltung der Speisespannung, daß die Spannung Vi einen niedrigen Wert annimmt, bis der Kondensator Caufgeladen ist, so daß die Anzeigelampe L für kurze Zeit zum Aufleuchten gebracht wird, um die ordnungsgemäße Arbeitsweise der Schaltung nachzuweisen. Wenn ferner durch die Schwankungen des Fahrzeugs kurzzeitig Wasser zwischen die EUktrode i!3 und das Filtergehäuse3 gelangt, obwohl der Wasserstand eine entsprechende Höhe noch nicht erreich! hat, verhindert der Kondensator Cein sofortiges Einschalten der Anzeigelampe L; das Ansprechen der Schaltung 26 wird also verzögert.
Bei dem Ausführungsbeispiel ist in der Schaltung 26 ein Vergleicher vorgesehen.
Statt diesem können .aber auch eine Brückenschaltung aus Widerständen, eine Flip-Flop-Schaltung, eine Schmitt-Trigger-Schaltur.g oder dergleichen verwendet werden. Diese Schaltung sollte derart bemessen sein, daß sie eine plötzliche Änderung einer elektrischen Größe festsielit, wie etwa des Widerstandswertes oder die Änderung von Spannung ixler Strom.
Hierzu 2 Biatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Wasserstands-Erfassungseinrichtung im Gehäuse eines Treibstoff-Filters, welcher unterhalb eines Trägers, der einen Ein- und Auslaß für Treibstoff enthält, angebracht ist, wobei im oberen Teil des Filtergehäuses . ein Filierelement und am Boden des Filtergehäuses ein vom Wasserstand beeinflußtes Erfassungselement und eine Wasserablaßeinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassungselement eine mit einem Anschlußteil (22) an einem Bodenabschnitt des Filtergehäuses (3) einstückig ausgebildete Elektrode (23,24) ist, die bis zu einer bestimmten Höhe in das Filtergehäuse eindringt und zum Ablassen von Wasser von Hand vom Filtergehäuse entfernbar ist, daß die Elektrode in an sich bekannter Weise mit
ίο einer elektrischen Schaltung (26) verbunden ist und in an sich bekannter Weise ein elektrisches Signal abgibt, das eine Funktion der Änderung der Leitfähigkeit zwischen der Elektrode und dem Filtergehäuse ist daß die elektrische Schaltung (26) verzögert auf das elektrische Signal der Elektrode anspricht und daß das Ausgangssignal der elektrischen Schaltung in an sich bekannter Weise einer Alarmeinrichtung (27, L) aufgeschaltet ist
2. Wasserstands-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (26) einen Kondensator (C) für ihre verzögerte Ansprechfunk::on aufweist
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