DE3739614A1 - Kraftstoff-doppelfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoff-Doppelfilter, ins­ besondere für stationäre Dieselmotoren, mit einem Kraft­ stoff-Einlaß und einem Kraftstoff-Auslaß, mit zwei Fil­ terpatronen und mit einem Umschaltventil, durch welches mittels Verdrehen eines Hahnkükens der Kraftstoff-Einlaß und der Kraftstoff-Auslaß mit der einen oder mit der anderen Filterpatrone in Strömungsverbindung bringbar sind.

Kraftstoff-Doppelfilter der genannten Art sind seit lan­ gem bekannt und werden insbesondere an stationären Die­ selmotoren verwendet, bei denen ein durchgehender Betrieb vorgesehen ist. Die Ausgestaltung des Kraftstoff-Filters als Doppelfilter mit zwei Filterpatronen hat den Zweck, einen Wechsel einer der Filterpatronen bei laufendem Motor, d. h. ohne Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr vornehmen zu können. Hierzu kann, wie erwähnt, durch Betätigen des Umschaltventils der Kraftstoff wahlweise durch die eine oder die andere Filterpatrone geleitet werden. Die jeweils nicht vom Kraftstoff durchströmte Filterpatrone kann dann ohne Auswirkungen auf die Kraft­ stoffversorgung des Motors ausgewechselt werden. Zusätz­ lich kann das Ventil auch so ausgebildet sein, daß der Kraftstoff durch beide Filterpatronen parallel geleitet wird.

Nachteilig ist bei den bekannten Kraftstoff-Doppelfiltern der eingangs genannten Art, daß es bei sehr niedrigen Um­ gebungstemperaturen nach dem Starten des zugehörigen Mo­ tors durch Paraffinausflockung zu einer starken Durch­ flußverminderung oder sogar zu einem völligen Zusammen­ brechen des Durchflusses von Kraftstoff durch den Kraft­ stoffilter kommen kann, so daß Störungen des Motorbe­ triebes durch Leistungsabfall oder sogar Stillstand ein­ treten können.

Es stellt sich daher die Aufgabe, einen Kraftstoff-Dop­ pelfilter der eingangs genannten Art zu schaffen, der auch bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen und damit verbundenen Paraffinausflockungen im Kraftstoff einen unterbrechungsfreien Betrieb des zugehörigen Motors ge­ währleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch einen Kraftstoff-Doppelfilter der eingangs genannten Art, welcher gekennzeichnet ist durch ein in das Hahnküken integriertes, bei Überschreiten eines bestimmten Über­ druckes des Kraftstoffes im Kraftstoff-Einlaß gegenüber dem Kraftstoff im Kraftstoff-Auslaß den Einlaß und den Auslaß unter Umgehung der Filterpatronen kurzschließendes Überdruckventil.

Bei dem Kraftstoff-Doppelfilter gemäß Erfindung besteht vorteilhaft die Möglichkeit, daß der Kraftstoff bei einem zu hohen Durchströmungswiderstand der Filterpatrone(n) und damit einem zu hohen Differenzdruck zwischen Kraft­ stoff-Einlaß und -Auslaß bzw. Überdruck im Einlaß unter Umgehung der Filterpatronen durch das Überdruckventil fließen kann. Damit wird der zugehörige Motor weiterhin, wenn auch mit ungefiltertem Kraftstoff, versorgt, so daß es nicht zu einem störenden oder sogar gefährlichen Lei­ stungsabfall oder Stillstand des Motors, z. B. infolge von Verstopfungen der Filterpatronen durch Paraffinaus­ flockungen, kommen kann. Ein durchgehender Betrieb des Motors ist daher sichergestellt, wobei Schäden am Motor nicht zu erwarten sind, da der Betrieb des Filters mit geöffnetem Überdruckventil und unter Umgehung der Filter­ patronen lediglich einen nur gelegentlich, nämlich in der Start- und Warmlaufphase des Motors bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen auftretenden Ausnahmezustand dar­ stellt. Sobald die üblicherweise vorhandene Kraftstoff­ vorwärmung wirksam wird, kehrt der Ventilkörper in seine Schließstellung zurück, da dann die Filterpatronen i. a. infolge der Auflösung der Paraffinflocken wieder durch­ lässig werden. Ein besonderer Vorteil des erfindungsge­ mäßen Doppelfilters, der sich insbesondere in den Her­ stellungskosten positiv bemerkbar macht, ist noch, daß trotz des Vorhandenseins zweier Filterpatronen und unab­ hängig von der jeweiligen Schaltstellung des Umschaltven­ tils nur ein einziges Überdruckventil benötigt wird. Da dieses Überdruckventil in das Küken des Umschaltventils integriert ist, wird keinerlei zusätzliches Bauvolumen beansprucht.

In weiterer Ausgestaltung des Kraftstoff-Doppelfilters ist vorgesehen, daß durch das Hahnküken in zwei paralle­ len, zur Kükendrehachse senkrechten Ebenen verlaufende Kraftstoffbohrungen durch eine zur Kükendrehachse paral­ lele Längsbohrung im Küken verbunden sind, daß in der Längsbohrung ein ringförmiger Ventilsitz ausgebildet oder angeordnet ist und daß in die Längsbohrung ein durch Federkraft in Schließrichtung vorbelasteter Ventilkörper längsverschieblich eingesetzt ist. Diese Gestaltung des Überdruckventils zeichnet sich durch einen vergleichs­ weise geringen technischen Aufwand und eine zuverlässige Funktion aus. Eine bestimmte Überdruck-Ansprechschwelle für das Öffnen des Überdruckventils kann dabei sehr einfach durch die Wahl einer passenden Spannung der Vorbelastungsfeder des Ventilkörpers festgelegt werden.

Schließlich sieht die Erfindung noch eine zumindest die Öffnungsstellung des Ventilkörpers optisch und/oder aku­ stisch anzeigende Warneinrichtung vor. Mit dieser Warn­ einrichtung wird dem Bedienungs- oder Wartungspersonal des zugehörigen Motors eine eventuelle Öffnungsstellung des Ventilkörpers angezeigt, so daß erforderlichenfalls umgehend entsprechende Maßnahmen ergriffen werden können. Die Übertragung der Ventilkörperstellung zur Warnein­ richtung kann dabei z. B. mechanisch oder auch elektrisch erfolgen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeich­ nung zeigen:

Fig. 1 einen Kraftstoff-Doppelfilter im Horizontal­ schnitt, teils in Aufsicht,

Fig. 2 den Filter aus Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 den Filter aus den Fig. 1 und 2 in Seitenan­ sicht.

Wie die drei Figuren der Zeichnung zeigen, besteht das dargestellte Ausführungsbeispiel des Kraftstoff-Doppel­ filters 1 im wesentlichen aus einem Sockelteil 10 und aus zwei mit diesem verbundenen Filterpatronen 11 und 12. Der Sockelteil 10 dient zur Zu- und Abführung von Kraftstoff zu und von den Filterpatronen 11 und 12. Mittels eines Befestigungsflansches 13 mit mehreren Schraubendurchfüh­ rungen kann der Kraftstoff-Doppelfilter 1 befestigt wer­ den.

Im oberen Teil des Sockelteils 10 sind ein Kraftstoff- Einlaß 14 und ein Kraftstoff-Auslaß 15 angeordnet, die hier als Anschlußbuchsen für gesondert zu verlegende Kraftstoffleitungen ausgebildet sind. Unterhalb des Kraftstoff-Einlasses 14 und des Kraftstoff-Auslasses 15 ist in einer durch den Sockelteil 10 verlaufenden Bohrung 10′ ein Hahnküken 2 angeordnet, das dazu dient, je nach sei­ ner Schaltstellung die eine oder die andere Filterpatrone 11, 12 mit dem Kraftstoff-Einlaß 14 und dem Kraftstoff- Auslaß 15 in Strömungsverbindung zu bringen. Zur Führung des Kraftstoffes dienen weiterhin im Sockelteil 10 vor­ handene Kanäle 16, 17, 18 und 19. Die Kanäle 16 und 18 sind Zuleitungskanäle und sind wechselweise oder gemein­ sam über die Bohrungen 21 im Küken 2 mit dem Kraftstoff- Einlaß 14 verbindbar. Die hierzu parallel im Abstand verlaufenden Kanäle 17 und 19 sind Ableitungskanäle und sind wechselweise oder gemeinsam über die Bohrungen 22 im Küken 2 mit dem Kraftstoff-Auslaß 15 verbindbar. An ihren äußeren Enden sind die Kanäle 16, 17, 18 und 19 jeweils mittels eines Schraubstopfens 16′, 17′, 18′ und 19′ kraftstoffdicht verschlossen.

Der von einem nicht dargestellten Vorratsbehälter zum Kraftstoff-Einlaß 14 gelangende Kraftstoff strömt von dort je nach Stellung des Hahnkükens 2 entweder in den Kanal 16 oder in den Kanal 18 oder in beide Kanäle 16 und 18. Aus diesen gelangt der Kraftstoff in die jeweils zugehörige Filterpatrone 11 bzw. 12 und nach dem Durch­ strömen des darin angeordneten Filterkörpers in den Kanal 17 bzw. 19. Von dort strömt der Kraftstoff wieder durch das Hahnküken 2 und von dort zum Kraftstoff-Auslaß 15. Soweit wie bisher beschrieben, entspricht das dargestell­ te Ausführungsbeispiel des Kraftstoff-Doppelfilters 1 bekannten Filtern dieser Art.

Neu ist bei dem Kraftstoff-Doppelfilter 1, daß in dem Hahnküken 2 ein Überdruckventil angeordnet ist, das aus einem in einer Längsbohrung 20 angeordneten Ventilsitz 24 und Ventilkörper 25 gebildet ist. Die Längsbohrung 20 verläuft konzentrisch zur Drehachse 2′ des Hahnkükens 2 und erstreckt sich von dessen innerem Ende her in das Küken 2 hinein, wodurch eine direkte Strömungsverbindung zwischen den Bohrungen 21 und 22 geschaffen wird. Der Ventilsitz 24 ist als gesondertes, ringförmiges Bauteil zwischen den zwei Bohrungsgruppen 21 und 22 im Hahnküken 2, die der Einlaßseite bzw. der Auslaßseite des Filters 1 zugeordnet sind, im Inneren der Längsbohrung 20 angeord­ net und in seiner Lage gesichert. Der Ventilkörper 25 ist ein drehsymmetrisches Teil, das eine mit dem Ventilsitz 24 zusammenwirkende, schräg verlaufende Schulterfläche an seinem Außenumfang aufweist. Mittels einer zwischen dem Ventilkörper 25 und dem inneren Ende der Längsbohrung 20 angeordneten Schraubenfeder 26 ist der Ventilkörper 25 in Schließrichtung vorbelastet. Damit ist der Ventilkörper 25 gegen die Vorbelastungskraft der Feder 26 von der Einlaßseite in Richtung zur Auslaßseite des Hahnkükens 2 bewegbar. Diese Bewegung des Ventilkörpers 25 in Öff­ nungsrichtung tritt immer dann auf, wenn einlaßseitig, d. h. im Kraftstoffeinlaß 14 sowie in den zugeordneten Kanä­ len 16 und 18 ein Überdruck gegenüber dem auslaßseitigen Druck, d. h. dem Druck des Kraftstoffes im Kraftstoff- Auslaß 15 sowie in den diesem zugeordneten Kanälen 17 und 19 herrscht. Hiermit wird erreicht, daß bei Verstopfung einer oder beider Filterpatronen 11 und 12 der Kraftstoff im Kurzschluß vom Kraftstoff-Einlaß 14 durch das durch Ventilsitz 24 und Ventilkörper 25 gebildete Überdruckven­ til unmittelbar, d. h. unter Umgehung der Filterpatronen 11 und 12, zum Kraftstoff-Auslaß 15 strömen kann. Dabei wird trotz des Vorhandenseins zweier Filterpatronen 11 und 12 nur ein einziges Überdruckventil benötigt.

Die Betätigung des Hahnkükens 2 erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel des Kraftstoff-Doppelfilters 1 mit­ tels eines Handhebels 23, der in den Fig. 1 und 3 je­ weils in einer unterschiedlichen Schaltstellung darge­ stellt ist. In der in Fig. 1 gezeigten Position des Hebels 23 und damit des Hahnkükens 2 sind der Kraftstoff­ Einlaß 14 und der Kraftstoff-Auslaß 15 über die Kanäle 16 und 17 mit der in der Fig. 1 linken Filterpatrone 11 verbunden. Die rechte Filterpatrone 12 ist vom Kraft­ stofffluß abgetrennt. Diese Schaltstellung des Hahnkükens 2 ist auch in der Fig. 2 dargestellt.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Stellung des Hebels 23 und damit des Hahnkükens 2 sind die Bohrungsgruppen 21 und 22 an der Einlaßseite und der Auslaßseite des Hahn­ kükens 2 so positioniert, daß der Kraftstoff-Einlaß 14 und der Kraftstoff-Auslaß 15 jeweils mit beiden Filterpa­ tronen 11 und 12 in Strömungsverbindung stehen. Bei wei­ terer Verschwenkung des Hebels 23 über seine in Fig. 3 gezeigte Mittelstellung hinaus in seine rechte Endstel­ lung wird entsprechend nur die rechte Filterpatrone 12 in den Kraftstoffstrom eingeschaltet, während dann die linke Filterpatrone 11 vom Kraftstoffstrom getrennt ist.

Claims (3)

1. Kraftstoff-Doppelfilter, insbesondere für stationäre Dieselmotoren, mit einem Kraftstoff-Einlaß und einem Kraftstoff-Auslaß, mit zwei Filterpatronen und mit einem Umschaltventil, durch welches mittels Verdrehen eines Hahnkükens der Kraftstoff-Einlaß und der Kraft­ stoff-Auslaß mit der einen oder mit der anderen Fil­ terpatrone in Strömungsverbindung bringbar sind, gekennzeichnet durch ein in das Hahnküken (2) integrier­ tes, bei Überschreiten eines bestimmten Überdruckes des Kraftstoffes im Kraftstoff-Einlaß (14) gegenüber dem Kraftstoff im Kraftstoff-Auslaß (15) den Einlaß (14) und den Auslaß (15) unter Umgehung der Filterpatronen (11, 12) kurzschließendes Überdruckventil (24, 25).

2. Kraftstoff-Doppelfilter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß durch das Hahnküken (2) in zwei parallelen, zur Kükendrehachse (2′) senkrechten Ebenen verlaufende Kraftstoffbohrungen (21, 22) durch eine zur Kükendrehachse (2′) parallele Längsbohrung (20) im Küken (2) verbunden sind, daß in der Längsbohrung (20) ein ringförmiger Ventilsitz (24) ausgebildet oder angeordnet ist und daß in die Längsbohrung (20) ein durch Federkraft in Schließrichtung vorbelasteter Ventilkörper (25) längsverschieblich eingesetzt ist.

3. Kraftstoff-Doppelfilter nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine zumindest die Öffnungs­ stellung des Ventilkörpers (25) optisch und/oder akustisch anzeigende Warneinrichtung.