DE102005042285A1

DE102005042285A1 - Schmieröl- oder Kraftstofffilter eines Verbrennungsmotors mit einem Bypassventil

Info

Publication number: DE102005042285A1
Application number: DE102005042285A
Authority: DE
Inventors: Peter Zausnig; Rik Zemski
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2007-03-08

Abstract

Ein Schmieröl- oder Kraftstofffilter eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Bypassventil bei einer Ausbildung dieses Ventils als Schlauchventil (14) soll rationell herstellbar und funktionssicher über lange Betriebszeiten einsetzbar sein. DOLLAR A Zu diesem Zweck ist ein Schlauchventil (14) vorgesehen, bei dem DOLLAR A - ein Schlauch (16) aus elastisch nachgiebigem Material, einen innerhalb des Schlauches (16) liegenden, mit wenigstens einer radialen Durchgangsöffnung (15) versehenen Rohrstutzen (10) elastisch gedehnt umspannt, DOLLAR A - über die radiale Durchgangsöffnung (15) zwei Räume miteinander verbindbar sind und zwar ein radial innen an die Durchgangsöffnung (15) angrenzender zweiter Raum (8) und ein von radial außen an den Schlauch (16) angrenzender erster Raum (7) und DOLLAR A - die Durchgangsöffnung (15) in Abhängigkeit der in den beiden Räumen (7, 8) herrschenden Drücke, nämlich einem ersten Druck p¶1¶ in dem ersten und einen Druck p¶2¶ in dem zweiten Raum (8; 7) geöffnet oder geschlossen ist und zwar geöffnet bei p¶1¶ - p¶2¶ > x mit "x" als Größe für die Verschlusskraft des Schlauches (16) und im Übrigen geschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schmieröl- oder Kraftstofffilter eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Bypassventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Dabei beschäftigt sich die Erfindung mit dem Problem, ein derartiges Bypassventil einfach und kostengünstig herstellbar zu gestalten bei gleichzeitig einer dauerhaften, sicheren und genauen Betriebsfunktion.

Gelöst wird dieses Problem durch eine Ausführung nach dem kennzeichnenden Merkmal des Patentspruchs 1.

Besonders vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, anstelle der bisher bei Schmieröl- und Kraftstofffiltern von Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen bekannten, jeweils relativ kompliziert aufgebauten Bypassventile ein solches einzuset zen, wie es dem Prinzip nach ganz allgemein als Fahrradreifen-Schlauchventil bekannt ist.

Wichtig für die Realisierung der Erfindung ist die Auswahl eines schmieröl- beziehungsweise kraftstoffbeständigen Schlauchmaterials, das für einen Fachmann auf diesem Gebiet allerdings ohne weiteres aus derzeit insoweit bekanntem Material ausgewählt werden kann.

Besonders vorteilhaft lässt sich ein erfindungsgemäßes Schlauchventil in Filtern mit einem teilbaren Gehäuse und einem auswechselbaren Ringfilterelement einsetzen. Dabei sind insbesondere folgende alternativen Ausführungen realisierbar.

Eine erste Ausführungsvariante besteht darin, an einem der beiden teilbaren Filtergehäuseteile einen Rohrstutzen vorzusehen, auf den das Ringfilterelement über eine Endscheibe dicht aufgeschoben werden kann. Das Schlauchventil kann bei dieser Ausführungsform in einem radial zurückgesetzten Bereich des Rohrstutzens vorgesehen werden, der in das Innere des Ringfilterelementes hineinragt und zwar in einen Bereich, der bei einem von radial außen nach radial innen durchströmten Ringfilterelement an den Reinraum angrenzt. Der Aufwand für die Ausbildung eines solchen Bypassventiles ist denkbar einfach, da der Stutzen an sich ohnehin vorhanden sein muss und lediglich zusätzlich mit einer radialen Durchgangsöffnung zu versehen ist, die von radial außen durch einen aufgeschobenen elastischen Schlauch verschlossen wird.

Eine andere, besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, das Schlauchventil direkt in ein auswechselbares Ringfilterelement zu integrieren. Dabei kann eine Integration in ausschließlich eine Endscheibe des Ringfilterelementes erfolgen.

Bei einer Ringfilterausführung, bei dem eine Endscheibe einstückig mit einer Innenzarge hergestellt ist, kann das Schlauchventil in dieses Kombinationsteil im Bereich der betreffenden Endscheibe eingeformt werden. Ein solches Einformen ist bei der Herstellung derartiger Kombinationsteile aus Kunststoff einfach möglich.

Bei einer weiteren Ausführung öffnet das Schlauchventil durch eine druckbedingte Verlagerung von radial außen nach innen zur Freigabe einer Ventilöffnung. Bei einem trennbaren Filtergehäuse mit einem darin austauschbar vorgesehenen Ringfilterelement kann der Schlauch entweder fest mit einem der Gehäuseteile oder dem Ringfilterelement verbunden sein. Im erstgenannten Fall verbleibt der Schlauch bei einem Filterelement-Wechsel an dem Gehäuseteil, während im zuletzt genannten Fall der Schlauch an dem entnommenen Ringfilterelement verbleibt.

Vorteilhafte, nachstehend näher erläuterte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
In dieser zeigen
1 eine schematische Darstellung eines Schmierölfilters mit einem Ringfilterelement in einem Längsschnitt bei einem in ein trennbares Gehäuseteil integrierten Bypassventil,
2 eine mit 1 übereinstimmende Darstellungsweise eines teilbaren Filtergehäuses mit einem auswechselbaren Ringfilterelement mit einem in dieses integrierten Bypassventil,
3 eine perspektivische Darstellung eines Bypassventiles, das in ein Kombinationsteil aus einer Innenzarge und einer Endscheibe eines auswechselbaren Ringfilterelementes integriert ist,
4 einen Längsschnitt durch eine weitere alternative Ausführung eines Schmierölfilters mit einem durch eine radiale Verlagerung eines Schlauchbereiches nach radial innen öffnenden Schlauchbereiches.
Ausführung nach 1
Ein Schmierölfilter für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges besteht nach dieser Ausführung aus einem teilbaren Gehäuse mit einem Gehäuse-Unterteil 1 und einem mit diesem beispielsweise über Schrauben 2 verbindbaren Gehäuse-Deckel 3, wobei zwischen dem Unterteil 1 und dem Deckel 3 ein radial überstehender Flansch einer Endscheibe 4 eines austauschbaren Ringfilterelementes 5 dicht eingespannt ist. Das Ringfilterelement 5 wird von radial außen nach radial innen durchströmt. Das Filtermedium tritt über einen Zuführkanal 6 in einen Rohraum 7 (erster Raum) des Filters ein und verlässt das Filter nach Durchströmen des Ringfilterelementes 5 durch den Reinraum 8 (zweiter Raum) über einen Ablaufkanal 9.
Von dem Deckel 3 ragt zum Inneren des Filters ein Rohrstutzen 10. In axialer Richtung ist dieser Rohrstutzen 10 in einen deckelnahen Bereich 11 sowie einen deckelfernen Bereich 12 unterteilt, dessen freies Ende radial verschlossen ist. Dabei besitzt der deckelferne Bereich 12 einen gegenüber dem deckelnahen Bereich 11 abgesetzten, geringeren Durchmesser. Das Ringfilterelement 5 ist über eine zentrale Öffnung der Endscheibe 4 dicht auf den deckelnahen Bereich 11 des Rohrstutzens 10 aufgezogen.
In einem Teilabschnitt des deckelnahen Bereiches 11 des Rohrstutzens 10, der sich zwischen dem Deckel 3 und der Endscheibe 4 befindet, sind in dem Rohrstutzen 10 radiale Durchlasskanäle 13 vorgesehen.
Der deckelferne Bereich 12 ist als Schlauchventil 14 mit der Funktion eines Bypassventiles ausgebildet. Zu diesem Zweck besitzt dieser deckelferne Bereich 12 mindestens eine radiale Durchgangsöffnung 15. Von radial außen ist auf diesen deckelfernen Bereich 12 ein Schlauch 16 aus elastischem, schmierölbeständigem Material in gedehntem, das heißt spannendem Zustand aufgezogen. Dieser Schlauch 16 sperrt die Durchgangsöffnung 15 durchflussmäßig mit einer vorgegebenen Schließkraft ab. Wird diese Schließkraft durch eine Druckdifferenz zwischen dem Reinraum 8 und dem Rohraum 7 mit einem Überdruck innerhalb des Rohraumes, der über die vorgegebene Schließkraft des Schlauches 16 hinausgeht, beaufschlagt, so gibt der Schlauch 16 die Durchgangsöffnung 15 für einen Bypass zwischen Rohraum 7 und Reinraum 8 frei.
Die Durchströmung des Filters ist durch Strömungspfeile angedeutet. Ein möglicher Bypassstrom ist dabei durch strichpunktierte Strömungspfeile gekennzeichnet, während die Filterdurchströmung bei geschlossenem Bypassventil 14 durch die durchgezogenen Strömungspfeile markiert ist.
Ausführung nach 2
Die Filterausführung nach 2 unterscheidet sich von derjenigen nach 1 lediglich dadurch, dass das Schlauchventil hier in die Endscheibe 4 eines Ringfilterelementes 5 integriert ist.
Funktionell gleiche Teile bei den Ausführungen nach den 1 und 2 sind jeweils mit gleichen Bezugszeichen belegt. Auch die eingetragenen Strömungspfeile besitzen bei beiden Ausführungsformen die gleiche Bedeutung.
Ausführung nach 3
Bei dieser Ausführung ist das Schlauchventil 14 in ein Kombinationsbauteil, bestehend aus einer Endscheibe 4 und einer Innenzarge 17 integriert.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel belegen die Bezugszahlen gleiche Funktionsteile wie bei den Ausführungen nach den 1 und 2. Das Kombinationsteil bei der Ausführung nach 3 ist besonders einfach und rationell als Kunststoffteil herstellbar.
Ausführung nach 4
Bei dieser Ausführung des Filters ist das Schlauchventil 14 mit einem nach innen öffnenden Schlauch 16 versehen. Dabei ist der Schlauch 16 an einem axialen Ende in einer Aufnahme der Innenzarge 17 des Ringfilterelementes 5 dicht gelagert und an seinem anderen Ende in einer Aufnahme des Deckels 3. Die Aufnahme des Deckels 3 umfasst einen Ringbund 18, in dem der Schlauch 16 von radial innen radial gespannt und damit dichtend anliegt. In dem Ringbund 18 ist eine lokale radiale Ausnehmung in der Form einer Nut 19 vorgesehen. Bei Überschreiten einer positiven Druckdifferenz zwischen dem Rohraum 7 und dem Reinraum 8 verlagert sich der Schlauch 16 im Bereich der Nut 19 bedingt durch einen dort herrschenden Überdruck nach radial innen. Hierdurch entsteht eine Ventil öffnung, durch die Filtermedien von dem Rohraum 7 als Bypass in den Reinraum 8 strömen kann.
Derjenige Endbereich des Schlauches 16, der in der Endscheibe 4 des Ringfilterelementes 5 gelagert ist, kann radial innen durch einen von der Endscheibe 4 ausgehenden Ringbund oder auch nur durch über den Umfang verteilte, voneinander beabstandete Stege gestützt sein. Hierdurch soll ein Einfallen des Schlauches 16 in diesem Bereich durch einen Überdruck von radial außen sicher vermieden werden. Ein gleicher Effekt lässt sich durch eine Ausbildung des Schlauches 16 mit insbesondere über seine axiale Länge unterschiedlichen Verformungseigenschaften. Vorteilhaft einsetzbar kann ein Schlauch 16 mit lediglich einem lokal bevorzugt nachgiebigem Bereich sein, während die übrigen Bereiche verformungssteifer ausgebildet sind. Erreichbar kann dies durch einen Schlauch 16 aus Mehrfachkomponentenmaterial sein, bei dem unterschiedliche Bereiche aus unterschiedlichen Materialkomponenten bestehen.
Vorteile der Erfindung
Die Öffnungscharakteristik des erfindungsgemäßen Bypassventiles in der Form eines Schlauchventiles 14 lässt sich sehr genau durch eine entsprechende Dimensionierung des Schlauches 16 und entsprechende Materialauswahl einstellen. Für eine axiale Fixierung des Schlauches 16 auf einem Rohrstutzen 10 nach den Ausführungen in den 1 bis 3 können Maßnahmen vorgesehen sein, wie sie der Art nach an sich bereits bei üblichen Fahrradreifen-Ventilen bekannt sind. Das heißt in dem Bereich des Rohrstutzens 10, der axial außerhalb der Durchgangsöffnung 15 liegt und beim Öffnen nicht verlagert werden muss, können in axialer Richtung Hinterschnitte an dem Außenumfang des Rohrstutzens 10 vorgesehen sein, in die sich das elastische Material des Schlauches 16 form- und kraftschlüssig einpasst.
Alle in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Form miteinander kombiniert erfindungswesentlich sein.

Claims

Schmieröl- oder Kraftstofffilter eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Bypass-Ventil, gekennzeichnet durch eine Ausbildung des Bypass-Ventiles als Schlauchventil (14).
Filter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ausbildung des Bypassventiles als Schlauchventil (14), bei dem – ein Schlauch (16) aus elastisch nachgiebigem Material, einen innerhalb des Schlauches (16) liegenden, mit wenigstens einer radialen Durchgangsöffnung (15) versehenen Rohrstutzen (10) elastisch gedehnt umspannt, über die radiale Durchgangsöffnung (15) zwei Räume miteinander verbindbar sind und zwar ein radial innen an die Durchgangsöffnung (15) angrenzender zweiter Raum (8) und ein von radial außen an den Schlauch (16) angrenzender erster Raum (7) und – die Durchgangsöffnung (15) in Abhängigkeit der in den beiden Räumen (7, 8) herrschenden Drücke, nämlich einem ersten Druck p₁ in dem ersten und einen Druck p₂ in dem zweiten Raum (8; 7) geöffnet oder geschlossen ist und zwar geöffnet bei p₁ – p₂ > x mit „x" als Größe für die Verschlusskraft des Schlauches (16) und im Übrigen geschlossen ist.
Filter mit einem teilbaren Gehäuse (1, 2) und einem austauschbaren Ringfilterelement (5) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale, – das Schlauchventil (14) umfasst einen Schlauch aus elastisch nachgiebigem Material, durch den ein erster (7) und zweiter Raum (8) bei geschlossenem Schlauchventil (14) voneinander getrennt und bei geöffnetem Schlauchventil (14) miteinander verbunden sind, – die bei einem geöffneten Schlauchventil (14) bestehende Verbindung zwischen den sonst voneinander getrennten Räumen (7, 8) entsteht durch einen durch Druckbeaufschlagung von radial außen nach radial innen ausweichenden Bereich des Schlauches (16), der bei geöffnetem Schlauchventil (14) ausgewichene Bereich des Schlauches (16) dichtet bei unausgewichenem Zustand gegen eine radial außerhalb des Schlauches (16) form- und flächenschlüssig anliegende Dichtfläche.
Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (16) eingespannt ist zwischen Aufnahmen, von denen jeweils die eine Bestandteil des Ringfilterelementes (5) ist und die andere Bestandteil des in Achsrichtung des Ringfilterelementes angrenzenden Filtergehäuseteiles (3) ist.
Austauschbares Ringfilterelement für ein Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlauchventil (14) zumindest teilweise Bestandteil des austauschbaren Ringfilterelementes (5) ist.
Austauschbares Ringfilterelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Halterung des Schlauches (16) in die Endscheibe (4) und/oder eine Innenzarge (17) oder eine Kombination aus diesen beiden Elementen (4, 17) integriert ist.