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DE2840117A1 - Fluessigkeitsfilter - Google Patents

Fluessigkeitsfilter

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DE2840117A1
DE2840117A1 DE19782840117 DE2840117A DE2840117A1 DE 2840117 A1 DE2840117 A1 DE 2840117A1 DE 19782840117 DE19782840117 DE 19782840117 DE 2840117 A DE2840117 A DE 2840117A DE 2840117 A1 DE2840117 A1 DE 2840117A1
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Germany
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filter
outlet
unit
liquid
filter elements
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DE19782840117
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Inventor
Phillip Russell Hawkes
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Automotive Products PLC
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Automotive Products PLC
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Description

PAIBNTaNWALIE DipL-Phys. JÜRGEN WEISSE · Dipl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST
BÖKENBUSCH41 · D 5620 VELBERT 11-LANGENBERG Postfadi 110386 · Telefon: (02127) 4019 · Telex: 8516895
Patentanmeldung
Automotive Products Limited, Tachbrook Road, Leamington Spa, Warwickshire CV31 3ER, England
Flüssigkeitsfilter
Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsfilter bestehend aus zwei Filterelementen unterschiedlicher Porosität und einem Behälter mit einem Verschluß mit Einlassen und Auslässen für die die Filterelemente durchsetzende Flüssigkeit.
Flüssigkeitsfilter dieser Art werden insbesondere, aber nicht ausschließlich, als Filter in der Ölversorgung für eine Verbrennungskraftmaschine eingesetzt. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Flüssigkeitsfilter zu schaffen, bei dem ein Anteil des Öls stärker als die Hauptmenge gefiltert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Filterelement mit der geringeren Porosität in stromabwärtiger Richtung angeordnet ist und zwischen den Filterelementen ein Zwischenauslaß vorgesehen ist, wobei ein größerer Anteil des Filtrats durch den Zwischenauslaß austritt. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Hauptanteil der Flüssigkeit nur das erste Filterelement durchsetzt, während ein kleinerer Anteil auch das zweite Filterelement geringerer Porosität passiert.
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Vorzugsweise sind dabei eine Einheit bildende, ringförmige und konzentrisch im Abstand zueinander angeordnete Filterelemente vorgesehen und der Zwischenauslaß ist mit dem Zwischenraum zwischen den ringförmigen Filterelementen verbunden. Zweckmäßigerweise ist die Einheit an einem Kopfstück mit Einlaß- und Auslaßkanälen befestigt, durch die die Flüssigkeit in das Filter eintritt und aus dem Filter austritt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt und werden nachfolgend an Hand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des Flüssigkeitsfilters nach der Erfindung und
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel des Flüssigkeitsfilters nach der Erfindung.
Das in Fig. 1 dargestellte Flüssigkeitsfilter enthält einen an einem Ende offenen Behälter 11, der abdichtend an einem Kopfstück 12 einer Verbrennungskraftmaschine in der Weise befestigt ist, daß das Flüssigkeitsfilter im Durchflußweg des Schmieröls für die Maschine angeordnet ist. Der Behälter 11 wird an dem Kopfstück 12 mit einem koaxial darin verlaufenden Bolzen 13 befestigt, dessen Kopf 15 außerhalb des Behälters 11 liegt und an dessen Außenfläche abdichtend anliegt. Das andere Endteil 16, des Bolzens 13 greift in das Gewinde eines zentralen Auslaßkanals 14 im Kopfstück 12 ein; es trägt eine Drosselstelle 17 in Form einer Radialbohrung 17 und einen Durchgang 18 in Form einer Axialbohrung, wodurch das Innere des Behälters 11 mit einem Auslaßkanal 33 im Kopfstück 12 über den zentralen Auslaßkanal 14 verbunden ist.
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Eine aus zwei Filterelementen bestehende, auswechselbare Einheit 19 enthält zwei ringförmige und konzentrisch im Abstand zueinander angeordnete Filterelemente 21,22, die .innerhalb des Behälters 11 untergebracht sind. Das äußere Filterelement 21 ist ein Grobfilter, das aus dem Schmieröl Partikel zurückhält, deren Nenngröße 15 Mikrometer übersteigt, und das innere Filterelement 22 ist ein Feinfilter, das aus dem Schmieröl Partikel zurückhält, deren Nenngröße 5 Mikrometer übersteigt. Die beiden Filterelemente 21,22 sind durch einen ringförmigen Zwischenraum 23 getrennt.
Jedes Filterelement 21,22 besteht aus einem gefalteten, harzimprägnierten Papierfilter und stützt sich an seinem radial innenliegenden Umfang an einem perforierten, aus Blech geformten Metallrohr 24 bzw. 25 ab. Die konzentrischen Filterelemente 21,22 und die Metallrohre 24,25 haben dieselbe Länge und an beiden Stirnseiten gleich ausgebildete Stirnplatten 26,28, die ringförmig ausgebildet sind und die Filterelemente 21,22 und die Metallrohre 24,25 in ihrer jeweiligen Lage festhalten. Die erste Stirnplatte 26 an dem Ende der Einheit 19, das von dem Kopfstück 12 abliegt, dichtet dieses Ende der Einheit 19 auch gegen den Durchtritt von Öl ab; sie ist an ihrer radial innenliegenden Umfangsflache gegen den Bolzen 13 abgedichtet. Die zweite Stirnplatte 28 am anderen Ende der Einheit 19 hat einen Zwischenauslaß 29 in Form von umfangsmäßig im Abstand zueinander angeordneten öffnungen, die zu dem Zwischenräum 23 zwischen den Filterelementen 21,22 ausgerichtet sind und eine Verbindung des Zwischenraums 23 zu einem Durchlaßkanal 32 herstellen. Zwischen der Behälterwandung und der ersten Stirnplatte 26 ist eine Druckfeder 27 wirksam und spannt die Einheit 19 gegen das Kopfstück 12 vor.
Das Kopfstück 12 hat einen Einlaßkanal 31 und einen Durchlaßkanal 32, durch die das Öl der Einheit 19 zugeführt und das aus dieser austretende öl abgeführt wird. Der Durchlaßkanal 32 ist ringförmig und umgibt den zentralen Auslaßkanal 14, der, wie vorher beschrieben, mit dem Auslaßkanal 33 im Kopfstück 12
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so verbunden ist, daß ein zentraler Durchtritt für die den Behälter 11 verlassende Flüssigkeit vorhanden ist. Ein Druckentlastungsventil 38 ist zwischen dem Einlaßkanal 31 und dem Durchlaßkanal 32 wirksam, um für den Fall einer Verstopfung der Filterelemente 21/22 zu ermöglichen, daß das Öl vor dem Flüssigkeitsfilter umgeleitet wird.
Die zweite Stirnplatte 28 ist durch Unterlegscheiben 34,35 aus einem Elastomeren gegen das Kopfstück 12 abgedichtet, gegen die die Einheit 19 durch die Feder 27 gedrückt wird. Die Unterlegscheibe 34 dichtet dabei den Einlaßkanal· 31 gegen den ringförmigen Durchiaßkanal· 32 und die Unteriegscheibe 35 den Ausiaßkanal 32 gegen den zentralen Auslaßkanal· 14 und gegen die Drosselstelle 17 und den Durchgang 18 ab.
Das Öl tritt durch den Einlaßkanal 31 in den Behälter und in den Ringraum 36 zwischen dem äußeren Fil·terel·ement 21 und der BeharterWandung ein. Es durchsetzt dann das äußere Filterelement 21 und gelangt in den ringförmigen Zwischenraum 23. Der Hauptteil des Öls verläßt dann den Behälter durch den Zwischenauslaß 29 und den ringförmigen Durchlaßkanal 32. Ein kleiner Anteil des Öis wird durch den Staudruck in der Öiversorgung in radiaier Richtung aus dem Zwischenraum 23 durch das innere Fil·terel·ement 22 in den Ringraum 37 zwischen dem Bolzen 13 und dem perforierten Meta^rohr 25 gedrückt. Dieser Anteil des Öls verläßt dann den Behälter 11 über die Drosselstelle 17, den Durchgang 18, den zentralen Auslaßkanal· 14 und den Ausl·aßkanal· 33. An einer bestimmten Ste^e in der Ölversorgung wird dann das Öl, das das äußere Filterelement 21 durchsetzt hat, wieder mit dem Öl vermischt, das das innere Filterelement 22 durchsetzt hat. Diese Vermischung der Filtrate kann in der Ölwanne oder im orVersorgungsbeha^er erfolgen. Das Filtrat aus dem ersten Fil·terel·ement 21 kann beispieisweise zur Schmierung von Lagern verwendet und dann zur Ölwanne zurückgeführt werden. Das Fiitrat von dem zweiten Fiiterelement 22 kann nach Verwendung für einen besonderen Zweck ebenfalls zur ölvjanne zurückgeführt werden, wo es sich mit dem Fiitrat von dem
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ersten Filterelement 21 vermischt. Jedoch können auch beide Filtrate unmittelbar an die Ölwanne abgegeben und vermischt werden, bevor sie in der Ölversorgung umlaufen. .
Auf diese Weise wird erreicht, daß alles öl, das aus dem Flüssigkeitsfilter austritt, das 15 Mikrometer-Grobfilter passiert hat und ein kleiner Anteil des Öls zusätzlich einer zweiten Filtration unterworfen wurde und das 5 Mikrometer-Feinfilter passiert hat.
Falls das Öl zu zähflüssig ist, um rasch durch das Grobfilter 21 hindurchzutreten oder das Filterelement 21 verstopft ist, wird durch den Staudruck im Behälter 11 das Entlastungsventil 38 so betätigt, daß das öl vor dem Filter umgeleitet wird. Die perforierten Metallrohre 24,25 stützen die Filterelemente 21,22 gegen ein Zusammenfallen unter der Einwirkung von Druck ab, der sich in den Ringräumen 36 bzw. 23 aufbauen kann.
Es sei angemerkt, daß der Querschnitt der Drosselstelle 17 dazu verwendet werden kann, den Staudruck in dem den Bolzen 13 umgebenden Ringraum 37 und damit den Anteil der das feinere Filterelement 22 durchsetzenden Flüssigkeit zu bestimmen.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführung des Flüssigkeitsfilters mit einer Wegwerf-Patrone. Die Bauteile des Filters, die auch in dem Flüssigkeitsfilter nach Fig. 1 enthalten sind, tragen die gleichen Bezugszeichen. Die aus zwei Filterelementen 21,22 bestehende Einheit 19 ist unlösbar in einem Behälter 111 untergebracht, dessen offenes Ende durch eine Stirnplatte 112 verschlossen ist, die durch ein ringförmiges Preßteil 113 an der Mündung des Behälters 111 befestigt ist. Das ringförmige Preßteil 113 ist durch Punktschweißung mit der Stirnplatte 112 verbunden und bildet in an sich bekannter Weise einen übergreifenden, umgebördelten Rand am offenen Ende des Behälters 111.
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Die Stirnplatte 112 hat eine zentrale, mit Gewinde versehene Öffnung 114, mittels derer die Patrone an einem Kopfstück 115 einer Verbrennungskraftmaschine angebracht wird. .Zwei radial im Abstand zueinander angeordnete Sätze von über den Umfang verteilten Durchtritten umgeben die zentrale Öffnung 114. Der radial innen liegende Satz von Durchtritten 116 bildet Auslaßöffnungen für die Einheit 19 und der radial außen liegende Satz von Durchtritten 117 bildet Einlasse für die der Einheit 19 zuzuführende Flüssigkeit.
Das ringförmige Preßteil 113 bildet ein Widerlager für einen Dichtring 118, der die Patrone gegen das Kopfstück 115 abdichtet. Ein zweites ringförmiges Preßteil 131 ist ebenfalls an der Stirnplatte 112 angebracht und in der Weise mit Durchbohrungen versehen, daß es in den Durchtritten 116 gehaltert ist, ohne den Durchfluß des Öls zu behindern. Das zweite Preßteil 131 dient auch dazu, einen zweiten Dichtring 132 zu haltern und abzustützen, der zwischen der Stirnplatte 112 und dem Kopfstück 115 die Durchtritte 117 gegen die Durchtritte 116 und die zentrale Öffnung 114 auf dieser, dem Kopfstück 115 benachbarten Seite der Stirnplatte 112 abdichtet.
Die Einheit 19 mit den beiden Filterelementen 21,22 stützt sich an zwei gegenüberliegenden Stirnplatten 133,134 ab. Die nahe dem Boden des Behälters 111 befindliche Stirnplatte 133 dichtet dieses Ende der Einheit 19 gegen den Durchtritt von Flüssigkeit ab, und die Stirnplatte 134 am anderen Ende hat einen Zwischenauslaß 135 in Form von umfangsmäßig im Abstand zueinander angeordneten Öffnungen, die zu dem Ringraum 23 zwischen den beiden Filterelementen 21,22 ausgerichtet sind, und eine DrosselsteljLe 136 in Form einer zentralen Drosselöffnung, die zu dem mittleren Hohlraum 137 der Einheit 19 ausgerichtet ist.
Durch eine Feder 138 wird die Einheit 19 gegen die Stirnplatte 112 vorgespannt, und ein Paar konzentrisch angeordneter Dichtringe 139,141 ist so angeordnet, daß die Einheit 19 gegen
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die Stirnplatte 112 abgedichtet wird. Der äußere Dichtring 141 dichtet die Durchtritte 117 gegen die Durchtritte 116 und der innere Dichtring 139 die Auslässe 116 gegen die Drosselstelle 136 auf der der Einheit 19 benachbarten Seite der Stirnplatte 112 ab.
Der äußere Dichtring 141 ist in einem Flanschring 142 an der Stirnplatte 134 gehaltert und stützt den Flanschring 142 gegen eine radial nach außen gerichtete Verschiebung ab, kann jedoch so ausgebildet werden, daß er beim Verstopfen der Filterelemente 21,22 als ein Druckentlastungsventil wirkt, indem er mit Schwachteilen ausgebildet wird, die unter Überdruck in radialer Richtung nach innen verschoben werden, so daß öl hindurchtreten kann und an den Filterelementen 21,22 vorbei umgeleitet wird.
Das Kopfstück 115 trägt einen mit Gewinde versehenen Zapfen 143, der sich beim Einbringen der Patrone zum Gebrauch in ihrer Betriebsstellung in die Stirnplatte 112 einschraubt.
Dieses Flüssigkeitsfilter arbeitet folgendermaßen: Das Öl wird der Einheit 19 durch einen Einlaßkanal 146 in dem Kopfstück 115 zugeführt und tritt über die Durchtritte 117 in den Behälter 111 ein. Es muß dann durch das äußere Filterelement 21 hindurchtreten, bevor es die Einheit 19 über den Ringraum 23 zwischen den Filterelementen 21 und 22 verläßt. Der Hauptteil des Öls verläßt den Behälter 111 über die Durchtritte 116, nachdem es durch das Grobfilter gereinigt wurde, und tritt aus dem Durchlaßkanal 145 im Kopfstück 115 aus. Durch den Staudruck in der Ölversorgung durchsetzt jedoch ein Teil des Öls das innere feinere Filterelement 22 und tritt in den mittleren Hohlraum 137 über, von dem aus es den Behälter 111 durch die Drosselstelle 136 und einen zentralen Auslaßkanal in dem Zapfen 143 verläßt. Die Drosselstelle 136 ist so ausgebildet, daß sie einen leichten Druckaufbau in dem mittleren Hohlraum 137 zuläßt. Wie bereits vorher beschrieben worden, kann dieser Druckaufbau in dem mittleren Hohlraum 137
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dazu dienen, den Anteil der das feinere Filterelement 22
durchsetzenden Flüssigkeit zu bestimmen. Dies ist von
Bedeutung, weil der Hauptanteil des Öls, der nur.das gröbere
Filterelement 21 durchsetzt hat, beispielswexse zur Schmierung der Hauptlager der Maschine verwendet wird, wobei sichergestellt sein muß, daß die Lager nicht dadurch an öl verarmen, daß ein zu hoher Anteil des Öls durch das zweite Filterelement 22 gedrückt wird.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Flüssigkeitsfilter bestehend aus zwei Filterelementen unterschiedlicher Porosität und einem Behälter mit einem Verschluß mit Einlassen und Auslassen für die die Filterelemente - durchsetzende Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (22) mit der geringeren Porosität in stromabwärtiger Richtung angeordnet ist und zwischen den Filterelementen (21,22) ein Zwischenauslaß (29,135) vorgesehen ist, wobei ein größerer Anteil des Filtrats durch den Zwischenauslaß austritt.
    Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Strömungsweg des Filtrats stromab von dem Filterelement (22) mit der geringeren Porosität eine Drosselstelle (17,136) angeordnet ist, durch die der beide Filterelemente (21,22) durchsetzende Flüssigkeitsanteil bestimmt ist.
    Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einheit (19) bildende, ringförmige und konzentrisch im Abstand zueinander angeordnete Filterelemente (21,22) vorgesehen sind und daß der Zwischenauslaß (29,135) mit dem Zwischenraum (23) zwischen den Filterelementen (21,22) verbunden ist.
    Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (19) lösbar in einem Behälter (11) untergebracht ist, der an einem Kopfstück (12) mit einem zentralen, mit Gewinde versehenen Auslaßkanal (14) mittels eines koaxial verlaufenden Bolzens (13) befestigt ist, daß der Bolzen (13) die Drosselstelle (17) und einen mit einem Auslaßkanal (33) verbundenen Durchgang (18) aufweist und daß der Zwischenauslaß (29) mit einem den zentralen Auslaßkanal (14) ringförmig umgebenden Durchlaßkanal (32) verbunden ist.
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    5. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (19) mit einer Stirnplatte (112) am offenen Ende eines Behälters (111) unlösbar befestigt ist und daß die Stirnplatte (112) eine zentrale, mit Gewinde versehene öffnung (114), mittels derer der Behälter (111) für den Gebrauch an einem Kopfstück (115) an einer Verbrennungskraftmaschine angebracht ist, und zwei konzentrische Sätze von umfangsmäßig im Abstand zueinander angeordneten Durchtritten (116,117) aufweist, die die zentrale Öffnung (114) umgeben und jeweils einen Einlaß für die Einheit (19) und einen Auslaß für das Filtrat aus dem Zwischenraum (23) zwischen den Filterelementen (21,22) bilden.
    6. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stirnplatte (112) und der Einheit (19) zur Abdichtung der den Einlaß bildenden Durchtritte (117) gegen die den Auslaß bildenden Durchtritte (116) ein Dichtungsring (141) angeordnet ist und daß der Dichtungsring (141) ein unter Überdruck radial einwärts nachgiebiges Teil aufweist, das den unmittelbaren übertritt von Flüssigkeit ohne Passieren der Einheit (19) zu den den Auslaß bildenden Durchtritten (116) gestattet.
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