DE3306294C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung zum Abscheiden von Wasser und anderen Verunreinigungen aus flüssigen Kraftstoffen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die besonders zur Entfernung von Wasser und Feststoffteilchen, wie sich diese in Dieselkraftstoffen befinden, geeignet ist.

Bekannt ist eine Vielzahl von Kraftstoff-Filtern un­ terschiedlichster Typen, Größen und Formen, wobei allen diesen bekannten Kraftstoff-Filtern ein oder mehrere unerwünschte Eigenschaften zuzuordnen sind.

Als spezieller Störfaktor bei der Anwendung von Kraft­ stoff-Filtern hat sich bei der Benutzung in Diesel­ aggregaten gezeigt, daß sich bei einem Wetter mit nie­ drigen Temperaturen verschiedene Probleme beim Anlas­ sen des Motors infolge der niedrigen Kraftstofftempe­ raturen ergeben haben, wie das vorzeitige Zusetzen des Filterkörpers durch z.B. Eiskristalle aus dem Kraftstoff.

Es ist daher bereits eine Filtereinrichtung zum Ab­ scheiden von Wasser und anderen Verunreinigungen aus flüssigen Kraftstoffen vorgeschlagen worden, die einen Gehäusekörper, in dessen Innenraum ein erstes Filterelement und ein zweites Filterelement angeordnet sind, aufweist, an den ein weiterer Gehäusekörper angeschraubt ist, der eine Sammel­ wanne bildet, in die über eine Abscheide-Sammel­ öffnung Abscheidegut zwischen dem ersten Filter­ element und dem zweiten Filterelement abgeschieden wird (UK-OS 20 78 536).

Es hat sich allerdings als nachteilig herausgestellt, wenn die gesamte Menge an Verunreinigungen das erste Filterelement beaufschlagt. Gleichzeitig führt die Verwendung von zwei Filterelementen zu einer Er­ höhung der Betriebsdauer von derartigen Filterein­ richtungen.

Es ist daher Aufgabe, eine Filtereinrichtung der ein­ gangs genannten Art so weiter zu bilden, daß die Anordnung der Filterelemente eine Abscheidung von Ver­ unreinigungen aus dem Kraftstoffstrom erlaubt, bevor der Kraftstoffstrom das erste Filterelement beauf­ schlagt.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Durch die Anordnung des ersten Teilbereichs in Strö­ mungsrichtung vor den Filterelementen ist es möglich, die Filterelemente mit der geringst möglichsten Menge an Verunreinigungen zu beaufschlagen, so daß die mögliche Betriebsdauer der Filtereinrichtung wesentlich erhöht wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist in Anspruch 2 gekennzeichnet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend an­ hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs­ beispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Filtereinrichtung in einer schema­ tischen, senkrechten Schnittdarstellung,

Fig. 2 eine vergrößerte Detailansicht gemäß Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Detailansicht gemäß Linie 3-3 in Fig. 1, und

Fig. 4 einen Magnetschalter der Filtereinrichtung nach Fig. 1 vergrößert in einer schematischen, senkrechten Schnittdarstellung.

In Fig. 1 ist mit 67 eine Filtereinrichtung bezeich­ net, die eine Deckeleinheit 68 mit einer Anlaßein­ spritzpumpe 69 und Einlaß- und Auslaßöffnungen 71, 72 zur Ein- und Ableitung der Kraftstoff-Flüssig­ keit in die bzw. aus der Filtereinheit 67 aufweist. Ein entsprechend langes biegesteifes Rohr 73 ist in geeigneter Weise als Fortsetzung des Einlasses 71 in der Deckeleinheit 68 angeordnet. Ein elastischer Tauchkolben, der am unteren Ende einer Druckstange 76 befestigt gehalten wird, ist aufwärts in das Innere des Rohres 73 bewegbar. Der Betätigungsknopf 77, der vermittels eines Gewindes in der Spitze der Deckeleinheit 68 gehalten wird, kann zur Bewegung des Tauchkolbens 74 zwischen der oberen und der unteren Position bewegt werden. Wenn im Betrieb der Tauchkolben 74 im Rohr 73 aufwärts bewegt wird, kann die Kraftstoff-Flüssigkeit einfach über die bieg­ samen Kanten des Tauchkolbens 74 an diesem vorbei­ fließen. Ein einfaches Rückschlagventil 78 verhin­ dert ein Zurückfließen der Kraftstoff-Flüssigkeit durch den Einlaß 71. Bei einer stoßartigen Abwärts­ bewegung des Tauchkolbens 74 wird der oberhalb des Tauchkolbens 74 im Rohr 73 befindliche Kraftstoff mit abgeleitet und weitere Kraftstoff-Flüssigkeit durch das Rückschlagventil 78 hindurch angesaugt. Auf diese Weise kann die zum Starten notwendige Kraftstoffmenge in einen mit diesem Kraftstoff betriebenen Motor eingespritzt werden.

Durch entsprechende Einrichtungen, wie beispiels­ weise das Gewinde 79, das auf der Außenseite des Rohres 73 an seinem oberen Ende angeordnet ist, wird die Anordnung und Zusammenfassung eine Reihe von Funktionseinheiten zusammen mit der Doppel­ filtereinheit 81 zu einer von der Kraftstoff-Flüs­ sigkeit durchflossenen Einheit möglich. Die Filter­ einheit 81, die als Filterpatrone oder als spin-on-filter bezeichnet werden kann, umfaßt einen Behälter 82 zur Aufnahme einer Anzahl von Filter­ einheiten wie die ringförmig ausgebildete Filter­ einheit 83, die konzentrisch innerhalb des ring­ förmigen Filters 84 angeordnet ist. Die beiden Stirnseiten des Behälters 82 sind mit gewinde­ tragenden Öffnungen 86, 87 versehen, damit die Filtereinheit 81 an weitere Funktionselemente in Reihe hintereinander geschaltet an der Deckelein­ heit 68 befestigt werden können.

Wenn die Gewindeöffnung 86 mit dem Gewinde 79 des Rohres 73 verschraubt wird, kann gleichzeitig die Filtereinheit 81 an bzw. gegen die Unterseite der Deckeleinheit 68 geschraubt werden, bis durch die Dichtung 88 (Fig. 2), die vom Behälter 82 getragen wird, eine betriebssichere Dichtheit geschaffen worden ist. Die entgegengesetzte Stirnseite des Behälters 82 der Filtereinheit 81 trägt eine ähn­ liche ringförmige Dichtung 89, mit der eine Ver­ schmutzungssammelwanne 91 unter der Filtereinheit 81 dicht befestigt werden kann.

Die Verschmutzungssammelwanne 91 umfaßt eine zen­ tral angeordnete hohle Verschmutzungssammelkammer oder Vorfiltereinheit 92, die stromauf, d.h. vor den Filtereinheiten 83, 84 im Flüssigkeitsstrom angeordnet ist. Eine zweite Sammelkammer 93 umgibt die Kammer 92 und bildet einen zweiten Sammelbe­ reich, der im Kraftstoff-Flüssigkeitsströmungsver­ lauf zumindest hinter der Filtereinheit 83 ange­ ordnet ist. Das Gewinde 94, das am oberen Ende der zylindrischen Seitenwand der Sammelkammer 92 ausge­ bildet ist, dient zur Befestigung der Wanne 91 ver­ mittels des Innengewindes 87 der Filtereinheit 81. Vermittels der oberen Ecke 96 des oberen Außen­ randes der Wanne 91 wird mit dem Dichtungsring 89 eine Dichtung zwischen der Wanne 91 und der Filter­ einheit 81 ausgebildet. Die Filtereinrichtung 67 ist darüber hinaus im Bereich der Wanne 91 noch mit einem Schwimmerschalter 61 versehen. Dieser besteht aus einem ringförmigen Schwimmer 62, der aus an sich bekanntem Material hergestellt ist und dementsprechend im Wasser schwimmt und in Dieselkraftstoff unter­ geht. Der Schwimmer 62 bewegt sich zwischen einer angehobenen Position und einer zurückgezogenen Position entlang des Schaltergehäuses 63, das einen Schalter 64 enthält, der durch eine bestimmte Stel­ lung des ringförmigen Magneten 66 geschaltet wird, der vom Schwimmer 62 getragen ist.

Wenn nun das Wasser in der Verschmutzungssammel­ kammer 93 eine vorgegebene Höhe erreicht, schaltet der Magnet 66 im Schwimmer 62 den Schalter 64 im Schwimmergehäuse 63 so, daß eine Bedienperson über entsprechend geeignete Warneinrichtungen informiert wird, daß die Verschmutzungssammelkammer 93 ent­ leert werden muß.

Als Ableitungseinrichtung der gesammelten Ver­ schmutzungen aus den beiden Verschmutzungssammel­ kammern 92, 93 dient zur gleichzeitigen Entleerung der Kammern die Ableitungsventileinrichtung 98, mit der eine gleichzeitige Steuerung der Ableitung über die Ableitungsöffnungen 99, 101, die mit der inneren Verschmutzungssammelkammer 92 bzw. der äus­ seren Verschmutzungssammelkammer 93 verbunden sind, möglich ist. Die Einrichtung 98 umfaßt ein Ventil­ bedienungselement 102, in dem mittig ein Abfluß­ kanal 103 ausgebildet ist und das ein Außengewinde 104 zur Verbindung mit dem Innengewinde in der nach unten auskragenden Hülse 106 trägt. Ein elastisches Dichtungselement 107 wird durch einen nach außen gebördelten Flansch 108 gehalten, der am oberen Ende des Abflußkanales 103 im Ventilbedienungs­ element 102 ausgebildet ist. Das Dichtungselement 107 ist mit einer nach unten und radial nach innen auskragenden Lippe 107 a versehen, die unter den Flansch 108 greifend das Dichtungselement 107 be­ festigt.

Wenn bei dieser Anordnung das Ventilbedienungsele­ ment 102 in der Hülse 106 nach unten etwas heraus­ geschraubt ist, sind die beiden Abflußöffnungen 99 und 102 geöffnet und schaffen einen Abfluß über den Kanal 103. Dementsprechend werden durch eine Aufwärtsbewegung des Elementes 102 die Abflußöff­ nungen 99, 101 abgedichtet. Während in dieser An­ ordnung einzelne Öffnungen 99, 101 vorgesehen sind, ist es darüber hinaus möglich, jeweils mehrere Öffnungen vorzusehen oder die Dimensionen dieser Öffnungen in Entsprechung zu den Umständen und Ab­ flußbedingungen entsprechend vergrößert anzu­ passen.

Die voranstehend beschriebene Ausbildung der Fil­ tereinheit 81 mit der Anordnung und Orientierung der Filtermedien in der beschriebenen Weise hat zur Folge, daß der wasserabscheidende und ab­ leitende Filter 83 und der gefaltete Filter 84 effektiver angeordnet sind, da der Kraftstoff- Flüssigkeitsstrom die Filter 83, 84 radial von innen nach außen durchfließt. Auf diese Weise wird der Kraftstoff-Flüssigkeitsstrom bei Errei­ chen der an der radialen Oberfläche der Filter 83 angeordneten Auslöseschicht so verzögert, daß das zu Tropfen verbundene Wasser gesammelt und durch die Öffnungen 200 im Behälterboden des Behälters 82 abwärts tropft.

Hieraus ergibt sich, daß der in den Filter 84 ein­ strömende Kraftstoff-Flüssigkeitsstrom durch die Wirkung der Vorfilterung durch die Kammer 92 von Feststoffen entlastet ist und vermittels der Durchführung durch das Filtermedium 83 von einem wesentlichen Anteil des mitgeführten Wassers entlastet ist, da das Wasser durch die Öffnungen 202 und 200 ausgeschieden wurde. Daher kann dem Filter 84 nunmehr im wesentlichen die Funktion als Wasser- und Feinstpartikelbarriere für den durchströmenden Kraftstoff vor Austritt durch die Auslaßöffnung 72 zugeschrieben werden. Die Öff­ nungen 200 können jeweils als zweiter Ver­ schmutzungsauslaß angesehen werden, während der erste Verschmutzungsauslaß aus dem mit dem Ge­ winde 94 versehenen Teil der Sammelkammer 92 be­ steht. Da jeder der zweiten Verschmutzungsaus­ lässe 200 außerhalb des Gewindes 94 angeordnet ist, weisen der erste Verschmutzungsauslaß und die zweiten Verschmutzungsauslaßöffnungen einen radialen Abstand zueinander auf.

Auf diese Weise ist, wie bereits beobachtet wurde, erreichbar, daß die Einsatz- bzw. Lebensdauer der Filtereinrichtungen wesentlich verlängerbar ist.

Claims (2)

1. Filtereinrichtung zum Abscheiden von Wasser und anderen Verunreinigungen aus flüssigen Kraft­ stoffen mit einem Gehäusekörper, in dessen Innen­ raum ein erstes Filterelement und ein zweites Filterelement angeordnet sind und mit einer Sammel­ wanne, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelwanne (91) aus zwei separaten Teil­ bereichen (92, 93) gebildet wird, wobei die Ab­ scheide-Sammelöffnung in den ersten Teilbereich (92) in Strömungsrichtung vor den Filterelementen (83, 84) und die Abscheide-Sammelöffnung (202) in den zweiten Teilbereich (93) zwischen den beiden Filterelementen (83, 84) angeordnet sind und eine gemeinsame Einrichtung (98) zur Ableitung der gesammelten Verunreinigungen vorgesehen ist.

2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teilbereich (93) ringförmig um den Teilbereich (92) der Sammelwanne (91) ausge­ bildet ist.