DE4006216A1 - Vorrichtung zum ableiten von sich im behaelter eines wasserabscheiders einer brennkraftmaschine ansammelnden wassers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen Ableiten von in einem Behälter angesammelten Wassermengen, die beispielsweise in einer Filtervorrichtung für Kraftstoffanlagen aus dem Kraftstoff für Brennkraftmaschinen abgeschieden werden.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 32 17 162 bekannt. Das von einem Kraftstoffilter abgeschiedene Wasser sammelt sich aufgrund der Schwerkraft im unteren Teil eines das Filterelement beinhaltenden Gefäßes. Erreicht das Wasser einen vorgegebenen Pegel wird entweder mechanisch durch einen Schwimmer oder elektromagnetisch durch die Signale eines die Höhe des Wasserpegels erfassenden Sensors eine Absperrvorrichtung aufgesteuert, über die, unter Ausnutzung des in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine herrschenden Unterdrucks, das Wasser abgesaugt wird. Es wird aber auch vorgeschlagen, eine separate Pumpe einzusetzen. Diese Pumpe ist dann zugleich mit der Öffnungsbetätigung der Absperrvorrichtung zuschaltbar. In den Stromkreis kann noch ein Zeitglied eingeschaltet sein, das die Absperrvorrichtung für eine vorgegebene Zeit zur Abführung einer definierten Wassermenge offenhält. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, daß der Unterdruck im Ansaugrohr nicht immer ausreicht das Wasser auch tatsächlich in dem gewünschten Maße abzusaugen, und die Verwendung einer separaten Pumpvorrichtung aufwendig ist. In der DE-OS 32 17 162 wird deshalb der Einsatz einer nach dem Venturi-Prinzip arbeitenden Pumpvorrichtung vorgeschlagen, die in der Luftansaugleitung der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Ein solcher Einbauvorschlag ist kaum minder aufwendig als eine separate Pumpe, und stellt zudem ein unerwünschtes Strömungshindernis in der Luftansaugleitung dar.

Eine weitere derartige Vorrichtung ist aus der DE-PS 37 40 804 bekannt. Hier wird vorgeschlagen zum Absaugen des Wassers in der Rücklaufleitung der Kraftstoffpumpe eine Venturi-Düse anzuordnen, deren Sauganschluß mit einem in das angesammelte Wasser eintauchenden Tauchrohr verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sichere und besonders einfache Vorrichtung zum Erzeugen des nötigen Druckgefälles für das Abpumpen des Wassers anzugeben.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art einen im Behälter des Wasserabscheiders verschiebbaren Kolben vor, dessen eine Seite mit dem Druck eines Druckmittels, vorzugsweise mit dem unter dem Druck der Kraftstoffpumpe stehenden Kraftstoff, beaufschlagt wird, und dessen andere Seite an das zu entfernende Wasserreservoir angrenzt. Verbindungen zu anderen Räumen des Behälters werden bei Druckbeaufschlagung des Kolbens vorzugsweise selbsttätig durch ein Rückschlagventil geschlossen, und das Auslaßventil selbsttätig geöffnet. Bei einer Ausführung der Vorrichtung sammelt sich das Wasser an der Oberseite des Kolbens. Zum Ableiten des Wassers bewegt sich der Kolben nach oben. Bei einer anderen Ausführung besitzt der Kolben einen verschließbaren Durchgang. Hier sammelt sich das Wasser an der Unterseite des Kolbens. Zum Ableiten des Wassers wird der Kolben von oben nach unten bewegt. Mit diesen Konstruktionen wird der Vorteil erzielt, daß ein bereits vorhandenes Aggregat zur Verfügungstellung eines Arbeitsmittels verwendet wird, nämlich vorzugsweise die Kraftstoffpumpe und der unter dem Druck der Kraftstoffpumpe stehende Kraftstoff. Die benötigten Bauteile, nämlich Kolben, Anschlußleitungen und Ventile sind verhältnismäßig einfach und kostengünstig und insbesondere steht auch immer ausreichend Druckmittel mit ausreichender Druckhöhe unabhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine zur Verfügung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, wobei sich das abzuleitende Wasser im Raum oberhalb des Kolbens ansammelt;

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechend schematische Darstellung einer Vorrichtung, wobei sich das abzuleitende Wasser an der Unterseite eines auf dem Wasser aufschwimmenden Kolbens ansammelt, der einen Durchgang zum Durchtritt des Wassers aufweist.

In Fig. 1 ist ein Kraftstoffilter 1 dargestellt, wie es im Kraftstoffleitungssystem einer Brennkraftmaschine, beispielsweise zwischen Tank und Saugseite einer Kraftstoff­ pumpe 7 installiert ist. Das Kraftstoffilter 1 besteht aus einem Behälter 2, in dessen oberen Teil ein Filterelement 3 angeordnet ist. Der vom Kraftstofftank herkommende Kraftstoff tritt über den Anschluß 4 in das Kraftstoffilter 1 ein und gelangt über den Anschluß 5 und die Kraftstoffleitung 6 zur Saugseite der Kraftstoffpumpe 7. Am Boden des Behälters 2, oberhalb eines Kolbens 8, der im Behälter 2 geführt ist, sammelt sich aus dem Kraftstoff ausgeschiedenes Wasser, das bei Erreichen eines Pegels 17, der durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist, über eine Leitung 20 abgelassen wird. Der Wasserstand wird erfaßt durch Wasserstandssensoren 16, durch die ein Ventil 15 betätigt wird. In der Darstellung ist der Raum auf der Unterseite des Kolbens 8 über die Leitung 12 und das Ventil 15 mit der Druckseite der Kraftstoffpumpe 7 verbunden. In diesem Fall strömt an der Unterseite des Kolbens 8 unter dem Kraftstoffdruck stehender Kraftstoff zu, und der Kolben 8 bewegt sich nach oben. Es ist aber auch denkbar, beispielsweise Schmieröl zur Druckbeaufschlagung des Kolbens 8 zu verwenden. Infolge des sich im Wasservolumen fortpflanzenden Drucks ist das Rückschlagventil 10, das in einer flaschenhalsartigen Verengung 9 des Behälters 2 angeordnet ist, geschlossen, und dadurch der an die Kolbenoberseite angrenzende, mit Wasser gefüllte Raum gegenüber dem Behälteroberteil abgeschlossen. Durch den im Wasservolumen herrschenden Druck wird das federbelastete Rückschlagventil 11 offen gehalten, und es entweicht über die Leitung 20 das abzuleitende Wasser. Während der Wasserableitung bleibt die Brennkraftmaschine in Betrieb. Aufgrund des im Verhältnis zur Krafstoffleitung 6 wesentlich kleineren Querschnitts der Leitung 12 wird die Kraftstoffversorgung zu den Zylindern der Brennkraftmaschine nicht gestört. Nach dem Abführen der vorgesehenen Wassermenge wird das Ventil 15 geschlossen. Dies kann beispielsweise mittels eines nicht dargestellten Zeitglieds nach einer vorgegebenen Zeit erfolgen. Es können hierzu aber auch Sensoren verwendet werden, die die Kolbenstellung oder einen unteren Wasserstand erfassen. Mit dem Umschalten des Ventils 15 wird der mit Kraftstoff gefüllte Raum an der Unterseite des Kolbens 8 über Leitung 12 und Leitung 14 mit der Saugseite der Kraftstoffpumpe 7 verbunden. Der zuvor als Druckmittel eingesetzte Kraftstoff wird nunmehr abgesaugt, wobei sich der Kolben 8 nach unten in seine untere Endstellung bewegt. Zugleich öffnet sich das Rückschlagventil 10 und das oberhalb der Verengung 9 verbliebene Wasser kann in den unteren Teil des Behälters 2 nachströmen. Bei erneutem Erreichen des durch die Wasserstandssensoren 16 angegebenen Pegels 17 wiederholt sich der dargestellte Vorgang.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist der im Behälter 2 geführte Kolben 8 als Schwimmkolben ausgebildet, der an der Oberfläche des sich sammelnden Wassers schwimmt. Der Kolben 8 befindet sich zugleich in der Trennfläche zum oben angrenzenden Kraftstoff. Das spezifische Gewicht des Kolbens 8 ist dementsprechend kleiner als das spezifische Gewicht des Wassers zu wählen, jedoch größer als das spezifische Gewicht des Kraftstoffs. Die Oberseite des Kolbens 8 ist leicht trichterförmig ausgebildet, damit das sich absetzende Wasser zur Kolbenmitte abfließt, wo ein Durchgang den Durchtritt des Wassers auf die Kolbenunterseite ermöglicht. Im Durchgang des Kolbens 8 ist ein Verschlußkörper 18 angeordnet, der, ebenfalls auf dem Wasser aufschwimmend einen Ringspalt freigibt. In der Darstellung nach Fig. 2 ist der Raum an der Oberseite des Kolbens 8 über das Ventil 21 und die Leitung 12 mit der Druckseite der Kraftstoffpumpe 7 verbunden. Unter dem Kraftstoffdruck bewegt sich der Kolben 8 nach unten. Zugleich ist das Rückschlagventil 10 in der Verengung 9 des Behälters 2 geschlossen. Das federbelastete Ventil 11 ist infolge des im an die Unterseite des Kolbens 8 angrenzenden Raum herrschenden Drucks geöffnet. Das Ventil 21 ist dabei von Wasserstandssensoren 16 gesteuert. Infolge des Kraftstoffdrucks liegt auch der Verschlußkörper 18 im Durchgang des Kolbens 8 an, so daß kein Kraftstoff zur Unterseite des Kolbens 8 entweichen kann. Nach einer vorgegebenen Zeit oder durch weitere nicht dargestellte Sensoren wird das Ventil 21 umgeschaltet. Die Verbindung zur Druckseite der Kraftstoffpumpe 7 ist dann unterbrochen. Über die Leitung 23, die mit der Saugseite der Kraftstoffpumpe 7 in Verbindung steht und eine Drossel 22 enthält, wird nach dem Schließen des Ventils 21 der Druck im an die Kolbenoberseite angrenzenden Raum erniedrigt, so daß sich das Rückschlagventil 10 öffnen kann. Aufgrund des sich von neuem absetzenden Wassers erhöht sich die Lage des Kolbens 8 im Behälter 2, bis durch Wasserstandsensoren 16 wieder das Umschalten des Ventils 21 ausgelöst wird.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Ableiten von sich in einem Behälter eines Wasserabscheiders für eine Kraftstoffanlage einer Brennkraftmaschine ansammelnden Wassers, das sich aufgrund der Schwerkraft im unteren Teil des Behälters absetzt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter (2) ein Kolben (8) angeordnet ist, der in dem Behälter (2) vertikal verschiebbar geführt ist, und daß das abzuleitende Wasservolumen in einem mit einem aufsperrbaren Auslaß versehenen, an den Kolben (8) angrenzenden Raum des Behälters (2) einschließbar ist, und daß ein auf der anderen Seite des Kolbens (8) angrenzender weiterer Raum im Behälter (2) mit dem Druck eines Druckmittels beaufschlagbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmittel der unter dem Druck der Kraftstoffpumpe (7) stehende Kraftstoff dient.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschluß des an der Oberseite des Kolbens (8) liegenden Raums bei Druckbeaufschlagung selbsttätig durch ein in einer flaschenhalsartigen Verengung (9) des Behälters (2) angeordnetes Rückschlagventil (10) erfolgt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß zum Ableiten des Wassers mit einem federbelasteten Rückschlagventil (11) versehen ist, das sich bei Druckbeaufschlagung selbsttätig öffnet.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zutritt von Druckmittel zum Kolben (8) mittels eines durch Wasserstandssensoren (16) schaltbaren Ventils (15, 21) steuerbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kolben (8) beim Ableiten des Wassers von unten nach oben bewegt, und dementsprechend der Druckmittelanschluß zur Zuleitung von Druckmittel zu dem an die Unterseite des Kolbens (8) angrenzenden Raum führt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Kraftstoff als Druckmittel zum Rückstellen des Kolbens (8) der Druckmittelanschluß des Behälters (2) mit der Saugseite der Kraftstoffpumpe (7) verbunden wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (8) im Behälter (2) in der Trennfläche zwischen Kraftstoff und Wasser auf dem Wasser schwimmt, und daß der Kolben (8) einen verschließbaren Durchlaß aufweist, und daß sich der Kolben (8) beim Ableiten des Wassers von oben nach unten bewegt, und dementsprechend der an die Kolbenoberseite angrenzende Raum mit dem Druck eines Druckmittels beaufschlagbar ist, und sich der Wasserauslaß an dem an die Kolbenunterseite angrenzenden Raum des Behälters (2) befindet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (18) für den Kolbendurchgang stöpselförmig ausgebildet ist und wie der Kolben (8) auf der Wasseroberfläche aufschwimmt, und daß sich der Verschlußkörper (18) bei Druckbeaufschlagung der Kolbenoberseite dichtend an den Kolben (8) anlegt.