DE60119512T2

DE60119512T2 - Einrichtung zur automatischen entleerung von akkumuliertem wasser in einem kraftstoffilter eines fahrzeuges, insbesondere für dieselmotoren

Info

Publication number: DE60119512T2
Application number: DE60119512T
Authority: DE
Inventors: Giorgio Girondi
Original assignee: UFI Filters SpA
Current assignee: UFI Filters SpA
Priority date: 2000-06-05
Filing date: 2001-05-29
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2021-05-30
Also published as: ITRE20000062A1; ES2263618T3; WO2001094773A1; EP1287252A1; JP2003536017A; ZA200208664B; ATE325948T1; CN1432105A; EP1287252B1; PT1287252E; AU2001258706A1; DE60119512D1; KR100741001B1; KR20030014678A; IT1318345B1; CN100392235C

Description

Technischer Bereich
Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei der Einheit zur automatischen Ableitung für einen Einwegfilter.
Zugrundeliegende Technik
Die bekannte Vorrichtung weist im Wesentlichen eine mit der Kammer des Filters für den Fahrzeugkraftstoff (wie zum Beispiel Dieselöl) verbundene Sensoreinrichtung, worin sich das in dem Kraftstoff vorhandene Wasser ansammelt, wobei eine Entnahmevorrichtung zum Ausstoßen des Wassers vorgesehen ist, wenn es einen zuvor festgelegten Maximalpegel erreicht, und einen Mikroprozessor (oder elektronische Karte) auf, der mit der Sensoreinrichtung und mit der Entnahmevorrichtung verbunden ist, um diese letztere zu aktivieren, wobei sich der Motor im Stillstand befindet und die dazugehörige elektrische Anlage aktiviert wird, wenn das Wasser den zuvor festgelegten Maximalpegel erreicht. In der US 3931011 ist eine Einheit offenbart, die ein Pegelablese- und Überwachungssystem mit zwei Sensorsonden aufweist. Die Sensorsonden sind isoliert durch die Wand eines Tankes an unterschiedlichen Niveaus von dem Boden des Tankes und in das in dem unteren Abschnitt desselben enthaltene Fluid hinein abgedichtet. Es kann eine passende elektrische Vorrichtung mit den Sonden verbunden sein, um eine Potentialdifferenz dazwischen aufzubauen, die einen Stromfluss durch das mit den Sonden in Kontakt stehende Fluid erzeugen wird. Der Stromfluss durch das Fluid mit niedriger Dichte (Kraftstoff) wird dazu neigen, anders zu sein als der Stromfluss durch ein Fluid mit hoher Dichte (Wasser) und die elektrische Steuervorrichtung ist zum Abtasten eines solchen Unterschiedes bestimmt.
Nur ein Pegel des Wassers, das heißt der Pegel der oberen Sonde, wird abgetastet und nur ein Signal wird gesendet.
In der GB 2065336 ist ein System zur Steuerung des Pegels von Wasser oder Öl verunreinigender Luft in einem Abscheider oder Tank offenbart, um eine Überhöhung des Pegels zu verhindern. Das System weist ein Entlüftungsventil oder Pumpe 13, 14 auf, die automatisch geöffnet wird, wenn eine erste Sonde deren Vorhandensein erkennt und für eine vorgeschriebene Zeitdauer geöffnet bleibt, nachdem der Impuls wieder auf Null gegangen ist, wobei eine zweite Sonde vorgesehen ist, die eine Alarmanzeige ausgibt, und auch den Motor/das Ventil mit Energie beaufschlagt, wenn diese ebenfalls den Verunreinigungsstoff für eine längere Zeitdauer als die erste erkennt. Das System kann in der Kraftstoffversorgung zu einem Verbrennungsmotor vorhanden sein, der angehalten werden kann, wenn die der angehalten werden kann, wenn die zweite Sonde für eine vorgeschriebene Zeitdauer aktiviert bleibt.
Die bekannten Vorrichtungen sind kompliziert und zu teuer, um zur Verwendung in Einwegölfiltern für Motoren geeignet zu sein.
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Beseitigung des zuvor erwähnten Problems im Zusammenhang mit einer einfachen rationalen, zuverlässigen und wirtschaftlichen Lösung.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe wird kraft der in Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht.
In Bezug auf die Lösung der Aufgabe gemäß der Erfindung ist die Sensoreinrichtung der in der Einleitung zitierten bekannten Einheit so beschaffen, dass sie aus einem Differenzwasserpegelablese- und Überwachungssystem besteht, welches zwei Messelemente aufweist, die jeweils für einen Pegel zwischen dem maximalen, zuvor festgelegten Pegel und der Tiefe der Sammelkammer empfindlich sind, wobei die zwei Messelemente so mit dem Mikroprozessor der Einheit verbunden sind, dass sie, während sich der Fahrzeugmotor im Stillstand und die dazugehörige elektrische Anlage im aktivierten Zustand befindet, die Entnahmevorrichtung als Reaktion auf das von einem oder dem anderen der zwei Elemente empfangenen Signal mit Energie beaufschlagt.
Darüber hinaus sind die bestandteilbildenden Elemente der zwei Messelemente abgesehen von der jeweiligen externen elektrischen Verkabelung und wie nachfolgend offensichtlich werden wird vorteilhafterweise dauerhaft in dem unteren Teil der Sammelkammer des Einwegfilters positioniert.
Schließlich sind nachfolgende beschriebene Einrichtungen zwischen dem Differenzablese- und Überwachungssystem und dem Teil der Ableitungseinheit positioniert, welches dauerhaft mit dem Sichtanzeigeelement verbunden ist. Kraft des Vorangegangenen werden alle Aufgaben der Erfindung gelöst.
In dieser Hinsicht wird die Gefahr der Nichtintervention der Sensoreinrichtung dahingehend auf ein Minimum verringert, dass einerseits das Aktivierungssignal für die Ableitungsstufe selbst dann erzeugt wird, wenn das Ableseelement durch das Vorhandensein übermäßiger Ablagerungen von Fremdmaterial deaktiviert wird, und dass andererseits ein Filter, der Merkmale aufweist, die sich von denjenigen, die für die Ableitungseinheit erforderlich sind unterscheiden, nicht montiert werden kann.
Die baulichen und betrieblichen Merkmale und Vorteile der Erfindung werden an Hand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich, die unter Bezug nahme auf die Figuren der dazugehörigen Zeichnungen gegeben ist, die zwei bevorzugte Ausführungsformen derselben mittels eines nicht begrenzenden Beispiels darstellen.
1 ist eine Gesamtübersicht, welche die Hauptkomponenten der Einheit darstellt.
2 ist ein Axialschnitt, der den Auslassanschluss des Einwegfilters von 1 darstellt, wobei der Filter von der Art ist, die mit unter Druck stehender Patrone arbeiten.
3 ist eine Ansicht, die der Vorangegangenen ähnlich ist, wobei der dargestellte Filter von der Art ist, die mit unter Vakuum stehender Patrone arbeiten.
Die Figuren, und insbesondere 1, stellen einen Filter 1 mit Einwegpatrone dar, der insgesamt bekannt ist und von oben nach unten ausgehend einen Kanal 2 aufweist, durch den zu filternder Kraftstoff (wie zum Beispiel Dieselöl) ankommt, einen Kanal 3, durch den der gefilterte Kraftstoff austritt, eine Filtermembran 4, eine Kammer 5 zum Sammeln des von dem Kraftstoff abgeschiedenen Wassers, und einen Auslassanschluss 6 für das Wasser.
In dem Anschluss 6 ist ein nachfolgend beschriebenes Differenzablese- und Überwachungssystem für den Pegel 10 des in der Kammer 5 vorhandenen Wassers untergebracht, wobei unter dem Anschluss 6 eine Wasserentnah mevorrichtung 7 vorhanden ist, von welcher ein zu einem Sammelbehälter 9 führender Kanal 8 abzweigt.
Die Vorrichtung 7 ist dauerhaft auf dem mit dem Filter 1 versehenen Fahrzeug installiert und ist in der jeweiligen elektrischen Anlage integriert. Sie ist mit der Batterie 11 mittels Kabel 13 über den Schalter 12 verbunden.
Der Schalter 12 wird von dem Mikroprozessor oder der elektronischen Karte 14 gesteuert, der mit dem Zündschalter 15 des Fahrzeuges verbunden ist.
Auf gewöhnliche Art und Weise kann der Zündschalter 15 mittels des Zündschlüssels 16 jeweils drei mit A, B und C angegebene Positionen einnehmen, wobei der Fahrzeugmotor in der ersten A derselben stillsteht und die jeweilige elektrische Anlage abgeschaltet ist; der Motor in der zweiten B derselben stillsteht und die elektrische Anlage mit Energie beaufschlagt wird und sich der Motor in der dritten C dreht und die elektrische Anlage aktiviert wird.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist in dem Fahrgastabteil, typischerweise auf dem Armaturenbrett, eine Warnlampe 17, die normalerweise bei den meisten Fahrzeugen, typischerweise denjenigen mit einem Dieselmotor, vorhanden ist.
Die Lampe 17 ist mit einem Differenzablese- und Überwachungssystem für den Pegel 10 durch das Kabel 170 verbunden, und wird durch die Karte 14 gesteuert. Das Kabel 170 weist eine Abzweigung 177 auf, die ebenfalls mit dem Differenzpegelablese- und Überwachungssystem verbunden ist, wobei der Zweck der Abzweigung nachfolgend offensichtlich wird.
Das Differenzpegelablese- und Überwachungssystem weist, wie in 2 und 3 dargestellt, ein schalenförmiges Element 19 auf, dessen Basisteil 20 mittig mit einem Gewindedurchgangsloch 33 versehen und innerhalb des Anschlusses 6 des Filters 1 abgedichtet ist.
Die Wand des schalenförmigen Elementes ist durch drei (oder mehr) winklig gleich voneinander beabstandete Rippen 21 festgelegt, die jeweils zwei nach innen hervorstehende Schultern, nämlich eine untere 22 und eine obere 23 aufweisen.
Die Schultern 22 und 23 legen die Aufwärtsbewegungsbegrenzung der jeweiligen, innerhalb des Elementes 19 enthaltenen Schwimmer 24 und 25 mit einem bestimmten radialen Spiel fest.
Die Schwimmer 24 und 25 weisen ein spezifisches Gewicht auf, welches zwischen demjenigen von Wasser und demjenigen von Kraftstoff liegt.
Der untere Schwimmer 24 ist in Form einer Schale ausgebildet, wobei in deren Basis ein mittiges Loch vorhanden ist, welches koaxial zu dem Loch 33 in der Basis des Elementes 19 verläuft.
Der obere Schwimmer 25 ist in Form eines Pilzes ausgebildet, dessen Schaft mit einem bestimmten radialen Spiel in dem Hohlraum des darunterliegenden Schwimmers 24 enthalten ist.
Wenn der Pegel 10 des in der Filtersammelkammer 5 vorhandenen Wassers nicht ausreicht, um die Schwimmer anzuheben, wie in 2 und 3 dargestellt, stützt sich der Kopf der Pilzform gegen die obere Umfangskante des unteren Schwimmers 24 ab, und der Schaft des Pilzes ist leicht von der Basis des unteren Schwimmers 24 beabstandet.
Dies geschieht, um nachteiliges Anhaften zwischen den zwei Schwimmern zu verhindern, weil es klar ist, dass von dem Kraftstoff abgeschiedenes Material dazu neigt, sich in dem untersten Teil der Kammer 5 anzusammeln.
Jeweilige Sensoren 220 und 230 sind an den Schultern 22 und 23 positioniert.
Bei einer ersten Ausführungsform sind die Sensoren 220 und 230 magnetische Näherungsmikroschalter, wobei die Schwimmer 24 und 25 in diesem Fall passend zum Beispiel mittels eines um ihr Ende herumgewickelten dünnen Metallstreifens magnetisiert werden.
Alternativ können die Sensoren 220 und 230 aus optischen Sensoren bestehen, die empfindlich für die Farbe, dieselbe oder unterschiedliche, der jeweiligen Schwimmer 24 und 25 sind.
Die Sensoren 220 und 230 werden elektrisch über ein Erkennungssystem angetrieben, welches angeordnet ist, um die Kompatibilität zwischen dem Einwegfilter 1 und dem Teil der dauerhaft mit dem Fahrzeug verbundenen Ableitungseinheit zu erkennen, die in dem veranschaulichten Beispiel die Entnahmevorrichtung 7 ist.
Diese letztere weist ein Gehäuse 70 auf, welches an seiner Spitze einen hohlen Schaft 71 mit Außengewinde aufweist, der in das Loch 33 in dem Basisteil 20 geschraubt ist, wobei sich dazwischen eine Dichtung 44 befindet.
Konzentrisch zu dem Schaft 71 sind auf der unteren Fläche des Basisteils 20 vier elektrisch leitende, ringförmige Spuren 55 eingebettet, wobei außerhalb derselben eine ringförmige Dichtung 66 zwischen dem Gehäuse 70 und dem Anschluss 6 eingeklemmt ist.
Das äußere Paar von Spuren 55 ist elektrisch mit dem Sensor 220 verbunden, wobei das innere Paar mit dem Sensor 230 verbunden ist.
Gegen die zwei Paare von Spuren 55 stützen sich jeweilige Paare von darunterliegenden, elektrisch leitenden Stößelstangen 77 ab, die gleitend bewegbar auf der oberen Wand des Gehäuses 70 über dazwischen positionierte elastische Druckeinrichtungen angebracht sind, die in den Figuren nicht dargestellt sind und zum Beispiel die Form von Blattfedern aufweisen.
Die zuvor beschriebene elektrische Verbindung nach Art einer Schnittstelle bildet das System zur Erkennung der Kompatibilität zwischen dem Einwegfilter 1 und dem Teil der mit dem Fahrzeug verbundenen Ableitungseinheit aus.
Die Stößelstangen 77 sind elektrisch mit der in dem Gehäuse 70 positionierten Karte 14 verbunden, und diese wiederum über den Drucktastenverbinder 72 mit der elektrischen Anlage des Fahrzeuges.
Auf der Seite des Verbinders 72 ist ein Wasserauslass-Ausgießelement 73 vorhanden, welches an seinem Unterteil mit dem Kanal 8 (1) verbunden ist, und an seinem Oberteil mit dem Schaft 71 über die folgenden dazwischen positionierten Einrichtungen in Verbindung steht.
Im Falle eines Filters 1 mit einer Vakuumpatrone (siehe 3) umfassen die Einrichtungen eine Mikropumpe 74, die zwischen dem Ausgießelement 73 und dem Schaft 71 positioniert und durch einen elektrischen Mikromotor 75 angetrieben ist, der durch die Karte 14 angetrieben wird, wenn er durch die Karte 14 aktiviert wird, wobei Mikropumpe, Mikromotor und Karte in dem Gehäuse 70 untergebracht sind.
Im Falle eines Filters mit einer Druckpatrone (siehe 2) bestehen die Einrichtungen aus einem normal geschlossenen Magnetventil.
Dieses umfasst ein Rohr 76, welches abgedichtet zwischen den Schaft 71 und das Ausgießelement 73 eingeklemmt ist, um den Kern einer elektrisch mit der Karte 14 verbundenen Spule 78 auszubilden.
Innerhalb des Rohres 76 sind von unten nach oben eine Dichtung 79, ein Ventilelement 80, eine Druckfeder 81 vorgesehen, um das Sichtanzeigeelement dauerhaft elastisch gegen die Verschlussposition gedrängt zu halten, und ein Mantel 82, der den oberen Teil der Feder 81 umhüllt, um den Umfang der Öffnungsbewegung des Sichtanzeigeelementes 80 festzulegen.
Die Erfindung funktioniert wie folgt.
Unter Bezugnahme auf 1, in der sichtbar ist, dass die Sensoren 220 und 230 parallel mit der Lampe 17 geschaltet sind, bleibt die Lampe 17 dann unabhängig von der Position des Zündschalters 15 ausgeschaltet, wenn der Pegel des Wassers 10 unter dem zuvor festgelegten Wert liegt, und die Schwimmer 24 und 25 passen sich an den Pegel an.
Wenn das Wasser 10 den zuvor festgelegten Pegel überschreitet und die elektrische Anlage des Fahrzeuges mit Energie beaufschlagt wird, tastet der Sensor 220 das Vorhandensein des unteren Schwimmers 24 ab, und gibt ein Signal aus, welches die Lampe 17 zum Aufleuchten veranlasst. Die Lampe 17 könnte zum Beispiel aus dem nachfolgend gegebenen Grund dauerhaft erleuchtet bleiben.
Wenn sich der Fahrzeugmotor dreht, hemmt die Karte 14 die Intervention der Entnahmevorrichtung 7, während die Karte 14 dann, wenn sich der Motor im Stillstand befindet, die Vorrichtung 7 für eine bestimmte Zeitdauer mit Energie beaufschlagt, die ausreicht, damit das gesamte in der Kammer 5 vorhandene Wasser ausgestoßen werden kann, wobei gleichzeitig die Lampe 17 ausgeht.
Wenn der untere Schwimmer 24 nicht in der Lage ist zu steigen, zum Beispiel weil er an der verschmutzten Fläche des Basisteils 20 anhaftet, steigt nur der obere Schwimmer 25, wobei der Vorgang identisch wiederholt wird, wenn der obere Sensor 230 das Vorhandensein des oberen Schwimmers 25 abtastet.
Die elektronische Karte 14 ist vorzugsweise mit Einrichtungen zum Auswählen der Energiebeaufschlagungszeit der Entnahmevorrichtung 7 in Abhängigkeit von dem spezifischen aktivierten Sensor versehen.
Dies ist der Fall, weil die Aktivierung des Sensors 230 bedeutet, dass dort eine größere Ansammlung von Wasser 10 als diejenige ist, die mit der Aktivierung des Sensors 220 in Zusammenhang steht. Folglich ist die Energiebeaufschlagungszeitdauer der Vorrichtung 7 in dem früheren Fall entsprechend größer.
Vorteilhafterweise ist die elektronische Karte 14 gemäß der Erfindung mit Einrichtungen zum Anzeigen eines möglichen Mangels an Energiebeaufschlagung der Entnahmevorrichtung 7 versehen, wenn das Wasser einen zuvor festgelegten Pegel erreicht hat, was entweder auf Grund des Nichtanhebens des unteren Schwimmers 24 sein kann, wie bereits erwähnt, oder auf Grund der Nichtintervention des unteren Sensors 220 zum Beispiel auf Grund eines Defektes.
Die Einrichtungen sind typischerweise angeordnet, um die Warnlampe 17 in Abhängigkeit davon, welcher Sensor das Randvollsignal ausgegeben hat, unterschiedlich mit Energie zu beaufschlagen.
So kann die Lampe 17 zum Beispiel wie erwähnt ein ununterbrochenes Licht ausgeben, wenn der untere Sensor 220 aktiviert ist, und dieselbe Lampe 17 kann ein unterbrochenes Licht ausgeben, wenn der obere Sensor 230 aktiviert ist.
Vorzugsweise wird die Lampe 17 ausgehend von der zweiten Aktivierung des oberen Sensors 230 mit der unterbrochenen Art mit Energie beaufschlagt.
Dadurch wird der Fahrer des Fahrzeuges gewarnt, dass die Einheit nicht normal funktioniert.
Die Vorzüge und Vorteile der Erfindung sind an Hand des Vorangegangenen und an Hand einer Untersuchung der dazugehörigen Figuren offensichtlich. Die Erfindung ist nicht auf das Veranschaulichte und Beschriebene begrenzt, sondern deckt alle technischen Entsprechungen der Erfindung und ihrer Kombinationen ab, wenn diese innerhalb des Zusammenhangs der folgenden Ansprüche implementiert werden.

Claims

Einheit zur automatischen Ableitung des sich in einem Fahrzeugkraftstofffilter (1) ansammelnden Wassers, die an einem Fahrzeug installiert ist, welches eine mit dem Zündschlüssel betätigte Schalteinrichtung mit einer ersten Aktivierungsposition aufweist, in der die Einheit aktiviert wird, der Motor jedoch ausgeschaltet bleibt, wobei die Einheit den Zündschlüssel des Fahrzeuges, einen Einwegbehälter, der eine Filtermembran (4) enthält und eine separate Wassersammelkammer (5) aufweist, die mit einem Auslassanschluss (6) für das Wasser versehen ist; eine dauerhaft mit dem Fahrzeug verbundene Entnahmevorrichtung (7), die zum Auslassen von Wasser vorgesehen ist, wenn dieses einen zuvor festgelegten Pegel erreicht, eine Sensoreinrichtung (19) zum Abtasten des Wasserpegels in der Kammer (5), die dauerhaft in der Kammer (5) installiert ist, und einen mit der Sensoreinrichtung und der Entnahmevorrichtung verbundenen Mikroprozessor (14), um diesen Letzteren zu aktivieren, wobei die Sensoreinrichtung ein Differenzpegelablese- und Überwachungssystem mit zwei Messelementen umfasst, wovon eines empfindlich für den zuvor festgelegten Pegel in der Kammer und das andere empfindlich für einen Pegel des Wassers in der Kammer ist, der weiter als der zuvor festgelegte Pegel von dem Boden der Kammer entfernt ist, wobei die Messelemente so mit dem Mikroprozessor verbunden sind, dass er die Entnahmevorrichtung als Reaktion auf das durch eines oder das andere der Messelemente ausgesendete Signal mit Energie versorgt, wenn sich der Zündschlüssel in seiner ersten Aktivierungsposition befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelemente aus zwei koaxialen Schwimmern bestehen, die eine relative Dichte aufweisen, welches zwischen demjenigen des Kraftstoffes und demjenigen von innerhalb eines schalenförmigen Führungselementes positioniertem Wasser liegt, wovon der Basisteil mittig ausgehöhlt und innerhalb des Filterauslassanschlusses abgedichtet ist und die Wand perforiert ist, wobei jeweils ein Sensor mit jedem einzelnen Schwimmer verbunden ist.
Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Schwimmer der Basis des schalenförmigen Elementes gegenüberliegt und in Form einer mittig ausgehöhlten Schüssel ausgebildet ist, wobei der andere in Form eines Pilzes ausgebildet ist, dessen Schaft lose in den Hohlraum der Schüsselform eingesetzt ist.
Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das schalenförmige Führungselement mit jeweiligen Anschlagstücken versehen ist, welche die Aufwärtsbewegung der Schwimmer begrenzen, wobei die Sensoren an den Anschlagstücken positioniert sind.
Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren aus magnetischen Näherungsmikroschaltern bestehen.
Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren aus optischen Sensoren bestehen.
Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor und die Entnahmeeinheit in einem Gehäuse positioniert sind, welches dauerhaft auf dem Fahrzeug zu installieren und mittels einer Kupplung abgedichtet abnehmbar mit dem Auslassanschluss der Kammer (5) verbunden ist.
Einheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung zwei Paare elektrisch leitender, ringförmiger Spuren aufweist, die auf der Außenseite der Basis des schalenförmigen Führungselementes positioniert und mit den zwei Sensoren verbunden sind, und zwei Paare elektrisch leitender und elastisch nachgiebiger Stößelstangen, die oben auf dem Gehäuse positioniert und mit dem Mikroprozessor verbunden sind.
Einheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Sensoren mit einer gemeinsamen Warnlampe parallelgeschaltet sind.
Einheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor mit Einrichtungen versehen ist, die dafür vorgesehen sind, um die Warnlampe in Abhängigkeit davon unterschiedlich mit Energie zu versorgen, welcher Sensor das Randvoll-Signal ausgesendet hat.
Einheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor mit Zeitgebereinrichtungen versehen ist, die dafür vorgesehen sind, um den Zeitraum der Aktivierung der Wasserentnahmevorrichtung auf der Grundlage auszuwählen, welcher Sensor das Randvoll-Signal ausgesendet hat.