CN110821597B - 具有热交换器的油过滤器模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油过滤器模块，其具有过滤器装置并且具有与过滤器装置能经由连接板耦接的热交换器，尤其是用于在内燃机中使用，其中，在连接板中和/或上构造至少一个紧固容纳部，所述紧固容纳部布置在连接板的被耦接的热交换器覆盖的区域之内，其中，所述紧固容纳部具有非圆形对称的插入开口，经由所述插入开口，销形或栓形的紧固器件能插入到紧固容纳部中并且能通过围绕其纵轴线的转动、尤其是转动四分之一圈沿着轴向方向能松开地锚固在所述紧固容纳部上和/或中。由此大大简化且增强了热交换器在过滤器装置上的耦接。

Description

具有热交换器的油过滤器模块

技术领域

本发明涉及油过滤器模块，具有过滤器装置并且具有与过滤器装置可经由连接板耦接的热交换器（Wärmeübertrager），尤其是用于在内燃机中使用。

油过滤器模块典型地具有壳体、例如塑料壳体，在该壳体中或上布置过滤器装置。借助于过滤器装置过滤或者说清洁油，尤其是用于内燃机的油。热交换器可经由连接板耦接到壳体上。热交换器用于将油的热量交换到热交换介质，尤其是冷却流体例如冷却液或空气上。这样，可以借助于油过滤器模块对油不仅清洁而且冷却。

热交换器的耦接在过滤器运行中承受高的持久负荷，尤其是由于处于压力下并且在热交换器和剩余的油过滤器模块之间循环的油的特别频繁的载荷交变。

背景技术

从EP 2 532 848 A1可知一种用于过滤和冷却内燃机的润滑油的油模块，具有用于将装置安装在内燃机上的承载构件，具有油冷却器且具有油过滤器。承载构件在一种实施方式中具有外部的油入口，其与油冷却器的内部的油入口流体地连接并且可与内燃机的油出口连接。此外，承载构件可以具有外部的油出口，其与油过滤器的内部的油出口流体地连接并且可与壳体的油入口连接。此外，承载件可以具有外部的冷却介质入口，其与油冷却器的内部的冷却介质入口流体地连接并且其可与壳体的冷却介质出口连接。

从WO 2012/061928 A1已知另一油冷却器。在油冷却器的连接板上布置热交换器。在连接板的侧部的从热交换器突起的区域中设置法兰孔，用以将热交换器经由连接板法兰连接在剩余的油过滤器模块上。由于法兰的位置需求，热交换器包括其用于紧固的装置在内总体上具有高的空间需求。此外，负载交变仅可通过法兰的侧部间隔开的布置被不足够地拦截。法兰在油冷却器上的可能的紧固位置是受限的。

WO 2016/096957 A1公开了一种用于油过滤器模块的油冷却器，具有第一和第二板，在它们之间构造一中间空间。第一板具有穿通开口，紧固元件穿过该穿通开口并且伸入到中间空间中。这样，紧固元件在一端（einenends）固定在第一和第二板之间。借助于紧固元件的另一端，油冷却器可紧固在油过滤器模块的安装壁上。但缺点是，紧固元件在组装油冷却器时就已经必须装入到油冷却器中。而且紧固元件是不可更换的，从而在紧固元件受损时要更换整个油冷却器。

因此本发明的任务在于，改进油过滤器模块，其具有过滤器装置且具有与过滤器装置可经由连接板耦接的热交换器。本发明的任务尤其是提出油过滤器模块的可靠且较好接近的安装可能性。

发明内容

根据本发明，该任务通过根据本发明所述的油过滤器模块解决。因此，该任务通过一种油过滤器模块解决，其具有过滤器装置且具有与过滤器装置能经由连接板耦接的热交换器，尤其是用于在内燃机中使用，其中，在连接板中和/或上构造至少一个紧固容纳部，该紧固容纳部布置在连接板的被耦接的热交换器覆盖的区域之内。根据本发明，紧固容纳部具有非圆形对称的插入开口，经由该插入开口，销形或栓形的紧固元件能插入到紧固容纳部中并且通过围绕其纵轴线转动、尤其是转动四分之一圈（Vierteldrehung）能够沿着轴向方向可松开地锚固在紧固容纳部上和/或中。

这样，热交换器可以借助于紧固容纳部，尤其是通过紧固器件紧固在油过滤器模块上。紧固容纳部可以为此具有转动闭合件（Drehverschluss），尤其是四分之一圈转动闭合件或者构造成这样。

油过滤器模块为此优选具有安装面，连接板面式地、尤其是（环绕地）密封贴靠在该安装面上。在安装面和连接板之间可以布置密封介质，例如优选弹性的密封圈，尤其是以形状密封件的形式。紧固器件也可以事后被引入到紧固容纳部中。尤其是紧固器件可以将热交换器由连接板的与热交换器相对置的一侧紧固。可以省去从热交换器突起的法兰区域。因此没有以热交换器的成本为代价的结构空间。热交换器可以由此在与传统的热交换器相等的法兰区域的基面的情况下总体上设计有更大的横截面，这对于其热交换功率来说是有利的。

通过在连接板的被耦接的热交换器覆盖的区域之内的紧固容纳部，紧固点可以与密封介质处于很小的距离中，从而实现了改善的密封作用。

通过本发明可以实现热交换器到过滤器装置上的优化的、尤其是增强的耦接。经由根据本发明设置的紧固容纳部和紧固器件的耦接，可以尤其是附加于其它紧固元件来设置。根据本发明的经由嵌入到紧固容纳部中的紧固器件的耦接，在该情况下因此用作附加于其它紧固器件设置的“附加铆接件”，并且通过其可以实现连接板的更加均匀的压紧。附加铆接件可以尤其设置在连接板的中部区域中，在该中部区域中，可以不使用按照现有技术的穿透连接板的法兰的螺丝。

连接板上的插入开口可以按照本发明例如构造成长孔或长孔形地构造。其也可以或替选地具有圆形或基本上圆形的中心，一个或多个隆起部邻接在该中心上。

热交换器可以构造用于冷却和/或加热油。其可以具有多层结构。为了实现有利的热交换，其可以尤其是具有多个层，其中，在这些层中交替地在一层中循环需调温的油并且在邻接的层中循环热交换介质。尤其是热交换器可以构造成冷却包。

有利的是，紧固容纳部布置在连接板的被热交换器覆盖的面之内。在此可以设置成，其它的紧固元件、例如螺丝布置在被热交换器覆盖的面之外，它们分别嵌入到连接板的法兰中或穿透该法兰。按照本发明的另一优选的改进方案，连接板可以具有多个紧固容纳部，其中，优选所有的紧固容纳部布置在连接板的被热交换器覆盖的面之内。这样热交换器可以借助于多个紧固器件被紧固，由此能够实现热交换器在剩余的油过滤器模块上的特别均匀的贴靠和接触挤压。

也可以设置成，连接板被耦接的热交换器完全覆盖。尤其是这两个构件可以在与连接板平行的横截面中具有一致的、彼此邻接的端面。可以弃除为了热交换器的法兰连接而突起的区域。这样，可以设计出具有最大可能的横截面且因此具有最好可能的热交换功率以及特别节省位置的热交换器。

热交换器和连接板可以彼此持久地固定。尤其是两者可以彼此钎焊（verlötet）或熔焊（verschweißt）。

热交换功率和/或该布置的稳定性可以通过如下方式再次改善，即，连接板和/或热交换器至少部分地、优选完全地由金属制成。特别优选地，连接板和/或热交换器由铝或铝合金制成。

特别有利的是，连接板具有用于紧固器件的转动止挡，通过该转动止挡限定了插入到紧固容纳部中的紧固器件围绕其纵轴线的转动。这样避免了紧固器件的过度转动且保证了紧固器件相对于连接板的限定的锁定姿势。转动止挡可以为此例如通过锁定板的止挡面形成。

连接板可以根据本发明具有一通过紧固器件可从后嵌接（hintergreifbaren）的保持凸台，用以将连接板通过转动紧固器件朝着油过滤器模块夹紧。为此保持凸台可以具有至少一个斜面。热交换器在油过滤器模块上的连接的密封性可以由此被再次进一步改善。替选地或附加地，紧固器件也可以设有适当的斜面，用以将连接板朝着油过滤器模块、尤其是油过滤器模块的前述的安装面夹紧。

如果连接板具有卡锁器件，借助于该卡锁器件可将紧固器件固定、尤其是卡锁在其在紧固容纳部中的紧固姿势中的话，则可以避免紧固器件的意外松开。

按照本发明卡锁器件可以构造在保持凸台上。例如卡锁器件可以构造成保持凸台中的凹陷部，从而在转动紧固器件时，该紧固器件沿着保持凸台引导至凹陷部中并且在凹陷部中卡锁地保持在其紧固姿势中。

也可以设想，连接板包括至少一个第一板层和第二板层，其中，第一和第二板层彼此相叠地布置并且紧固容纳部的插入开口通过第一板层限定。邻接在第一板层上的板层可以具有覆盖插入开口的留空部。这样可以构造一内部空间，借助于该内部空间，紧固器件可以从后嵌接紧固容纳部。

在一种替选的实施方式中，连接板可以实施成一体的板，在其中掏制、例如铣出紧固容纳部和插入开口。

特别优选地，油过滤器模块具有塑料壳体。尤其是该壳体可以将过滤器装置与热交换器连接起来。在壳体上也可以构造安装面。如果壳体是塑料壳体，则其可以优选由塑料、尤其是热塑性塑料制成。替选地也可以设想，壳体代替塑料壳体由金属、例如铝压铸件形成。紧固器件可以在根据本发明的连接板中尤其是这样布置，即，能够实现连接板朝着壳体的安装面的均匀按压。通过本发明能够实现，紧固器件也设置在连接板的这些区域中，并且在这些区域中连接板与壳体（额外地）夹紧，这些区域利用按照现有技术的紧固元件是无法接近的。通过布置紧固器件，可以补偿壳体和/或连接板的局部不同的刚性。由此可以更简单地设计构件并且改善用于避免油或冷却流体泄漏的密封。

特别优选的是，热交换器借助于至少一个、优选多个销形或栓形的紧固器件紧固在油过滤器模块上，其中，每个紧固器件可松开地锚固在连接板的各一个紧固容纳部中。尤其是热交换器可以利用连接板固定在壳体的安装面上。在此可以在壳体和连接板的接触区域中在壳体中和/或在连接板中构造一通道系统。该通道系统可以构造成用于引导需调温的油到热交换器中或从中出来的接口。

紧固器件可以至少区段式地具有非圆形对称的横截面。这样紧固器件可以通过围绕其纵轴线的转动力配合和/或形状配合地沿着轴向方向锚固在紧固容纳部中。该锚固可以通过沿着相反的方向的转动来松开。

尤其是可以设置成，紧固器件中的至少一个紧固器件在一端具有带一个或多个径向凸出部的紧固区段，其中，该紧固区段具有与连接板的对应的紧固容纳部的插入开口相对应的横截面形状。这样可以将紧固器件特别容易地通过插入开口引入到紧固容纳部中并且接下来锚固。尤其是紧固器件和紧固容纳部可以根据钥匙-锁原理相互作用地构造和/或根据这种原理来相互作用。紧固器件也可以通过所述一个或多个径向凸出部从后嵌接紧固容纳部。通过如下方式可以实现紧固器件的特别牢固的锚固，即，紧固器件具有两个、三个、四个或更多个径向凸出部。优选地，多个径向凸出部在垂直于其纵向方向的平面中旋转对称地布置，尤其是在两个径向凸出部的情况下相对置地布置、在三个径向凸出部的情况下分别以120°并且在四个径向凸出部的情况下分别以90°彼此错开地布置。

也可以设想，所述至少一个紧固器件具有柄部，该柄部在另一端（anderenends）设有内螺纹或设有外螺纹。在两种情况下紧固器件可以被带入到紧固容纳部中并且锚固在其中或上。在第一种情况下可以借助于螺栓的旋入到紧固器件的内螺纹中的螺丝或类似物将热交换器或连接板朝着壳体、尤其是朝着安装面夹紧。

在后一种情况下热交换器或连接板可以借助于旋到外螺纹上的螺母或类似物朝着壳体、尤其是朝着安装面夹紧。

所述至少一个紧固器件可以根据本发明由金属或塑料制成。在由塑料制成的紧固器件的情况下可以优选选择具有高的耐温性和良好的耐温度波动性的塑料。在这方面该塑料可以具有填充物质，例如玻璃纤维和/或矿物质。

附图说明

本发明的其它特征和优点从下面详细描述的本发明的实施例、参照展示对于本发明重要的细节的附图中给出。

单个特征可以分别单个地或多个地以任意组合在本发明的变型方案中实现。附图中示出了本发明的实施例，它们在下面的说明书中详细阐述。

在附图中示出：

图1 在示意性横截面视图中示出了油过滤器模块；

图2 从下方的视角示出了连接板的示意图；

图3 作为布置在油过滤器模块的壳体上的热交换器的截面图示出了一细节片段，具有在连接板中锚固的紧固器件；

图4 示出了图3的紧固器件的详细视图；

图5 示出了作为在锚固状态下的紧固器件的一种替选的实施方式的截面图的一细节片段；以及

图6 示出了带有处于其内的紧固器件的紧固容纳部的示意图。

具体实施方式

图1示出了机动车的内燃机的油过滤器模块10，具有过滤器装置12和热交换器14。它们经由油过滤器模块10的壳体、尤其是塑料壳体16彼此连接。热交换器14在此用于通过冷却介质、例如水或空气对流经油过滤器模块10的马达油进行冷却或调温。

过滤器装置12具有过滤器元件18，其被壳体罐20和拧到壳体罐20上的壳体盖22包围。在过滤器运行中，马达油为了分离出含在其中的颗粒状的污染物而流经过滤器元件18。

热交换器14具有多个彼此上下堆叠的交换器层24。在这些交换器层中，交替地在一个交换层24中流动或循环需冷却的马达油并且在另一邻接的交换器层24中流动或循环冷却介质。热交换器14因此整体上形成冷却包，在该冷却包中尤其是可将马达油的热交换给冷却介质。

热交换器14钎焊在连接板26上。连接板26又密封地贴靠在塑料壳体16的安装面28上并且紧固在该安装面上。代替对此通常的侧向向外伸出的法兰孔，在连接板26中构造多个分别具有一插入开口32的紧固容纳部30。可以看到，尤其是所有的紧固容纳部30布置在被热交换器14覆盖的区域之内。此外，为了紧固连接板26或热交换器14，栓形的紧固器件34锚固在紧固容纳部30中，下面还将继续详细阐述。紧固器件34在安装面一侧伸出，也就是说在该情况下在安装面28或者贴靠在安装面28上的连接板26的与热交换器14沿着其纵轴线36相对置的一侧从安装面28伸出。

连接板26在安装面28上贴靠的密封性通过密封件、例如形状密封件实现。为此，连接板26或热交换器14借助于拧在紧固器件34上的螺母38朝着安装面28夹紧，从而形状密封件在连接板26和安装面28之间密封。

热交换器14在所示的实施例中完全覆盖连接板26，尤其是沿着其纵轴线36。

图2从下方、也就是说从背离热交换器14（图1）的一侧示出了连接板26的示意图。可以看到，首先各一个紧固容纳部30（图1）通入到多个插入开口32中。插入开口32是非圆形对称地构造的。尤其是它们具有带两个相互对置的纵向狭缝40的圆形中心（为了展起见在图2中代表性地仅在一个插入开口32上标记了纵向狭缝）。此外，这里纯示例性地在连接板26中构造了两个冷却介质进入和排出开口42以及两个油进入和排出开口44。开口42、44分别处于在连接板26中被划分地构造的通道46之内。通道46与安装面28（图1）中互补构造的通道一起形成接口，经由该接口，在运行中油和冷却介质从壳体到达热交换器14（图1）中以及返回。为了密封该接口，在连接板26上在通道46的区域中还布置密封介质、尤其是弹性密封圈或形状密封件48。

图3示出了布置在油过滤器模块10的塑料壳体16上的热交换器14的横截面图中的一个细节片段，具有在连接板26中锚固的紧固器件34。可以看到，连接板26具有第一板层50和第二板层52。在第二板层52中构造紧固留空部54，其沿着径向方向伸出在第一板层50中构造的、具有其平行于纵轴线36的插入开口32的紧固容纳部30。插入开口32也是非圆形对称地构造的。

在图3中示出的状态中，紧固器件34以其柄部56穿过紧固容纳部30伸出。

紧固器件34在一端具有带两个径向凸出部58的紧固区段57，其中，紧固区段57具有一与紧固容纳部30的插入开口32相对应的横截面形状。要注意的是，紧固器件34根据图3以其径向凸出部相对于插入开口32转动四分之一圈。径向凸出部58彼此相对置地布置在紧固器件34的柄部56上。它们横向于紧固器件34的纵向方向从紧固器件侧部地径向突出。

径向凸出部58在紧固留空部54的区域中从后嵌接第二板层52中的紧固容纳部30。为了安装，紧固器件34以与插入开口32相对应的姿势穿过插入开口被引入到紧固容纳部30中并且借助于围绕其平行于纵轴线36取向的纵轴线转动四分之一圈，从而径向凸出部58完全从后嵌接紧固容纳部30。

还可以看到，用于紧固连接板26的螺丝60穿透塑料壳体16的安装面28并且被拧入到紧固器件34中。这样，螺丝60从连接板26的与热交换器14沿着纵向方向36相对置的一侧被拧入到紧固器件34中。在安装面28中可以构造一中空空间62，紧固器件34的柄部56伸入到该中空空间中。这样，螺丝60与紧固器件34一起将连接板26朝着安装面28或朝着剩余的油过滤器模块10夹紧。中空空间62可以根据需要用作流体通道、例如用于需冷却的马达油。通过将嵌入到紧固器件34中的螺丝60拧紧，连接板26朝着安装面28夹紧，从而中空空间62经由密封件64被密封。在螺丝60的区域中可以布置密封件61，其将中空空间62相对于周围环境密封。

要注意的是，总体上热交换器14可借助于多个紧固器件34以类似于图3中所示的方式与剩余的油过滤器模块10连接。替选地，可以设置仅一个上述方式的具有紧固容纳部30和紧固器件34的紧固，其可以附加于其它的根据现有技术的紧固元件来使用。

图4在放大的示图中示出了图3的紧固器件34。可以看到，在其柄部56中，至少在径向凸出部58的另一端、这里在柄部56的整个长度上构造内螺纹65。如已经在图3中阐述，螺丝60（图3）可拧入到该内螺纹中。柄部56在所示的图中在与径向凸出部58相对置的一侧从连接板26突出。在另一种实施方式中，紧固器件的长度可以这样设计，即，柄部56与连接板26齐平。

图5在截面图中示出了紧固器件34的一种替选的实施方式。紧固器件34又锚固在钎焊在热交换器14上的连接板26上，尤其是借助于转动四分之一圈。紧固器件34基本上与前面介绍的紧固器件相符。但与其不同的是，其柄部56具有外螺纹66。由此构造成螺栓。因此可以类似于图1，连接板26或热交换器14借助于拧到紧固器件34上的螺母紧固在剩余的油过滤器模块10（图1）上。

图6示出了在从背离柄部的一侧观察的在（片段式画出的）连接板26中构造的、替选的紧固容纳部30以及处在该紧固容纳部中的紧固器件34。在此，紧固器件34将连接板26朝着沿图6的观察方向布置在其前面的安装面28夹紧。又可以看到插入开口32，紧固器件34穿过该插入开口被引入到紧固容纳部30中。

保持凸台68构造在连接板26的沿着观察方向看相对置的一侧上，尤其是构造在连接板26的第二板层52中。保持凸台68为此基本上形成为斜面或斜坡。通过紧固器件34以其径向凸出部58围绕其纵轴线转动，紧固器件因此被迫地在保持凸台68上引导并且将连接板26固定在安装面28上。此外，可以设置未详细示出的螺丝，用以将连接板26与安装面28夹紧。作为凹陷部构造在保持凸台68中的卡锁器件70将紧固器件34固定或卡锁在紧固姿势中。转动止挡72限制紧固器件34的转动。尤其是转动止挡防止了紧固器件34或径向凸出部58过度转动超过紧固姿势。转动止挡72通过第二板层28中的紧固留空部54的外轮廓限定。转动止挡72这样设定尺寸，即，即使在作用在其上的高转矩的情况下也限制紧固器件34的转动。具有插入开口32的第一板层50和具有紧固留空部54的第二板层52在此相互钎焊。

Claims (19)

1.油过滤器模块（10），其具有过滤器装置（12）并且具有与过滤器装置能经由连接板（26）耦接的热交换器（14），其中，在连接板（26）中和/或上构造至少一个紧固容纳部（30），所述紧固容纳部布置在连接板（26）的被耦接的热交换器（14）覆盖的区域之内，其中，所述紧固容纳部（30）具有非圆形对称的插入开口（32），经由所述插入开口，销形或栓形的紧固器件（34）能插入到紧固容纳部（30）中并且能通过围绕其纵轴线（36）的转动沿着轴向方向以能松开的方式锚固在所述紧固容纳部中。

2.根据权利要求1所述的油过滤器模块，其特征在于，所述油过滤器模块（10）构造用于在内燃机中使用。

3.根据权利要求1所述的油过滤器模块，其特征在于，所述紧固器件（34）能通过围绕其纵轴线（36）转动四分之一圈沿着轴向方向以能松开的方式锚固在所述紧固容纳部中。

4.根据权利要求1所述的油过滤器模块，其特征在于，紧固容纳部（30）布置在连接板（26）的被热交换器（14）覆盖的表面之内。

5.根据权利要求4所述的油过滤器模块，其特征在于，连接板（26）具有多个紧固容纳部（30）。

6.根据权利要求5所述的油过滤器模块，其特征在于，所有的紧固容纳部（30）布置在连接板（26）的被热交换器（14）覆盖的表面之内。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的油过滤器模块，其特征在于，连接板（26）被耦接的热交换器（14）完全覆盖。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的油过滤器模块，其特征在于，热交换器（14）和连接板（26）相对彼此固定。

9.根据权利要求8所述的油过滤器模块，其特征在于，热交换器（14）和连接板（26）彼此钎焊或熔焊。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的油过滤器模块，其特征在于，连接板（26）具有用于紧固器件（34）的转动止挡（72），通过转动止挡限制插入到紧固容纳部中的紧固器件围绕其纵轴线的转动。

11.根据前述权利要求1至6中任一项所述的油过滤器模块，其特征在于，连接板（26）具有一通过紧固器件（34）能从后嵌接的保持凸台（68），用以将连接板（26）相对于油过滤器模块（10）压紧。

12.根据权利要求1至6中任一项所述的油过滤器模块，其特征在于，连接板（26）具有卡锁器件（70），借助于卡锁器件，紧固器件（34）能固定在其在紧固容纳部（30）的紧固姿势中。

13.根据权利要求12所述的油过滤器模块，其特征在于，借助于卡锁器件（70），紧固器件（34）能卡锁在其在紧固容纳部（30）的紧固姿势中。

14.根据权利要求1至6中任一项所述的油过滤器模块，其特征在于，连接板（26）包括至少一个第一板层（50）和第二板层（52），其中，第一和第二板层（50、52）彼此相叠地布置并且紧固容纳部（30）的插入开口（32）通过第一板层（50）限定。

15.根据权利要求1至6中任一项所述的油过滤器模块，其特征在于，油过滤器模块（10）具有塑料壳体（16）。

16.根据权利要求1至6中任一项所述的油过滤器模块，其特征在于，热交换器（14）借助于至少一个销形或栓形的紧固器件（34）紧固在连接板（26）上，其中，每个紧固器件（34）以能松开的方式锚固在连接板（26）的相应一紧固容纳部（30）中。

17.根据权利要求16所述的油过滤器模块，其特征在于，热交换器（14）借助于多个销形或栓形的紧固器件（34）紧固在连接板（26）上。

18.根据权利要求16所述的油过滤器模块，其特征在于，紧固器件（34）中的至少一个紧固器件在一端具有一带有一个或多个径向凸出部（58）的紧固区段（57），其中，紧固区段（57）具有一与连接板（26）的对应的紧固容纳部（30）的插入开口（32）相对应的横截面形状。

19.根据权利要求18所述的油过滤器模块，其特征在于，所述至少一个紧固器件（34）具有柄部（56），其在另一端设有内螺纹（65）或设有外螺纹（66）。