DE102005045930A1

DE102005045930A1 - Filterbaugruppe für einen Motor

Info

Publication number: DE102005045930A1
Application number: DE102005045930A
Authority: DE
Inventors: Mike James Watts; Keith William Barter; Michael Willcock
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2004-10-06
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2025-09-27
Also published as: GB0422140D0; DE102005045930B4; GB2418872A; GB2418872B

Abstract

Es wird eine Ölfilterbaugruppe für einen Verbrennungsmotor 5 offenbart, bei der zwei Filterelemente 10, 20 zunächst mit einem Schmierkreis des Motors 5 verbunden sind, um feste Fremdstoffe auf dem Öl zu entfernen. Wenn ein vorbestimmtes Ereignis eintritt, wird ein Filter 10 entfernt und der andere Filter 20 wird wieder an dem Schmierkreis befestigt. Der entfernte Filter 10 dient zum Entfernen großer Partikel aus dem Öl, wie zum Beispiel während der Herstellung erzeugte Metallteilchen, und der zweite Filter 20 dient zum Entfernen kleiner Partikel wie zum Beispiel Ruß aus dem Öl.

Description

Die Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere das Entfernen fester Fremdstoffe aus dem zur Schmierung eines solchen Motors verwendeten Öl.

Es ist zum Beispiel aus dem US-Patent Nr. 3,774,764 wohlbekannt, für einen Motor einen Anschraubölfilter mit Sperrwirkung bereitzustellen, bei dem ein Filterelement mit einer vorbestimmten Maschengröße zum Entfernen fester Fremdstoffe aus dem Schmieröl verwendet wird. Ein solcher Filter ist oft als Hauptstromfilter bekannt, weil der gesamte Ölstrom zu dem Motor durch das Filterelement geleitet wird.

Wenngleich ein solcher Filter relativ effizient ist beim Entfernen großer Partikel aus dem Öl, ist es von Nachteil, in einer Hauptstromsituation einen solchen Sperrfilter zum Entfernen kleiner Partikel wie zum Beispiel Ruß zu verwenden. Denn zum Entfernen von Rußpartikeln ist ein Filterelement erforderlich, das Partikel kleiner als 2 μm abfangen kann, und ein solches Filterelement wird einen großen Strömungswiderstand erzeugen, so dass eine beachtliche Menge an Energie zum Betreiben der Pumpe erforderlich ist, mit der das Öl in Umlauf gebracht wird. Das Entfernen von Ruß aus dem Öl ist besonders wichtig bei Dieselmotoren, weil sich unter vielen Betriebsbedingungen Ruß im Öl eines Dieselmotors ansammelt. Mit zunehmender Rußkonzentration kann sich eine nachteilige Wirkung auf die Lebensdauer des Motors ergeben. Um einen übermäßigen Verschleiß des Motors zu verhindern, ist ein Ölwechsel erforderlich, bevor die Rußkonzentration im Öl eine kritische vorbestimmte Grenze erreicht. Die Rußbildungsrate schwankt aufgrund vieler Faktoren einschließlich Motorausnutzung und Motoralter. Um zu verhindern, dass übermäßige Rußkonzentrationen auftreten und der Motor in der Folge beschädigt wird, muss das Ölwechselintervall aufgrund der Rußbildung im Öl für den schlechtesten anzunehmenden Fall eingestellt werden. Dies bedeutet, dass das Öl bei vielen Motoren früher als notwendig gewechselt wird.

Es ist daher wünschenswert, Ruß aus dem Öl zu entfernen, um eine Beschädigung des Motors zu verhindern und die Zeit zwischen den Wartungsintervallen zu verlängern.

Um die mit einem Sperrfilter verbundenen Nachteile zu überwinden, ist es zum Beispiel aus dem US-Patent Nr. 4,284,504 bekannt, einen Zentrifugalfilter zum Entfernen fester Fremdstoffe aus dem Öl zu verwenden. Bei Verwendung eines Zentrifugalfilters besteht das Problem, dass ein solcher Filter einen uneingeschränkten Austritt erfordert, um effizient arbeiten zu können. Denn jeglicher Gegendruck wird die Drehzahl des Zentrifugenbehälters reduzieren und so die Wirksamkeit der Filtration begrenzen. Es ist daher allgemein üblich, einen solchen Filter nur als Nebenstromfilter zu verwenden und zum Vorfiltrieren einen Sperrfilter zu verwenden. In diesem Fall ist der Zentrifugalfilter normalerweise dazu ausgelegt, direkt zurück in einen Ölbehälter oder Ölsumpf des Motors zu entlüften, und Öl wird nur dann durch den Zentrifugalfilter geleitet, wenn die Ölpumpe Überdruck erzeugt. Es versteht sich, dass bei Verwendung eines Zentrifugalfilters als Nebenstromfilter dieser nur für eine gewisse Zeit arbeitet, und so ist es wichtig, während der Zeit, in der der Zentrifugalfilter nicht arbeitet, einen Sperrfilter vor Ort zu haben, zumindest während des erstmaligen Betriebs des Motors seit Auslieferung, um die aus der Produktion resultierenden festen Fremdstoffe zu entfernen und zu verhindern, dass die festen Fremdstoffe wiederholt durch den Motor geleitet werden. Eine solche Rezirkulation könnte sich auf den Motorverschleiß nachteilig auswirken oder könnte dazu führen, dass die Kanäle für die Ölschmierung durch relativ große Partikel zugesetzt werden.

Ferner ist es zum Beispiel aus dem US-Patent Nr. 4,878,924 bekannt, einen Wirbelstromfilter für einen Motor bereitzustellen, der die Erzeugung starker Wirbel nutzt, um feste Fremdstoffe von dem Öl zu trennen. Ein solcher Filter ist einem Zentrifugalfilter insoweit ähnlich, als er weniger effizient ist beim Entfernen großer Partikel, hat aber im Vergleich zu einem Zentrifugalfilter den Vorteil, dass er in einer Hauptstromsituation verwendet werden kann, weil er sehr wenig Druckabfall erzeugt und keinen uneingeschränkten Auslass erfordert, um effizient arbeiten zu können.

Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine verbesserte Ölfiltervorrichtung für einen Motor bereitzustellen.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird eine Ölfilterbaugruppe für einen Verbrennungsmotor mit einem Ölschmierkreis bereitgestellt, wobei die Filterbaugruppe ein erstes Sperrfilterelement mit einem ersten Befestigungsmittel zum Verbinden des ersten Filterelements mit dem Schmierkreis des Motors und einem zweiten Befestigungsmittel zum Zusammenwirken mit einem Befestigungsmittel eines zweiten Filterelements umfasst, mit dem das zweite Filterelement mit dem ersten Filterelement verbunden wird, wobei das erste Befestigungsmittel des ersten Filterelements und das Befestigungsmittel des zweiten Filterelements identisch sind, damit das erste Filterelement aus dem Schmierkreis entfernt und das zweite Filterelement direkt an dem Schmierkreis befestigt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Filterelement ein Zentrifugalfilter oder ein Wirbelstromfilter ist.

Der erste Sperrfilter kann ein Sperrfilterelement aufweisen, das feste Fremdstoffe mit einer Größe nicht kleiner als 10 μm abfangen kann. Das Filterelement kann eine Maschengröße im Bereich von 15 bis 50 μm haben.

Das erste Befestigungsmittel kann an einem Ende des ersten Filterelements ausgebildet sein, und das zweite Befestigungsmittel kann am entgegengesetzten Ende des ersten Filterelements ausgebildet sein.

Das erste Befestigungsmittel kann ein Außengewinde sein, das mit einem Innengewinde zusammenwirkt, mit dem ein Filter mit dem Schmierkreis verbunden wird. In diesem Fall kann das Außengewinde auf einem Rohr ausgebildet sein, das eine Bohrung aufweist, um im Gebrauch Öl von dem zweiten Filterelement zu überführen.

Das zweite Befestigungsmittel kann ein Innengewinde sein.

Das Innengewinde kann in der Bohrung des Rohres ausgebildet sein.

Das Befestigungsmittel des zweiten Filterelements kann ein Außengewinde sein, das mit dem auf dem ersten Befestigungsmittel ausgebildeten Schraubengewinde identisch ist.

Alternativ kann das erste Befestigungsmittel ein Innengewinde zum Zusammenwirken mit einem Außengewinde aufweisen, mit dem ein Filter mit dem Schmierkreis verbunden wird.

Das Innengewinde kann in einem Rohr ausgebildet sein, das eine Bohrung aufweist, um im Gebrauch Öl von dem zweiten Filterelement zu überführen. Das zweite Befestigungsmittel kann ein Außengewinde sein. Das Außengewinde kann auf dem Rohr ausgebildet sein.

Das Befestigungsmittel des zweiten Filterelements kann ein Innengewinde sein, das mit dem Schraubengewinde in dem ersten Befestigungsmittel identisch ist.

Mindestens eine Dichtung kann zwischen dem ersten und dem zweiten Filterelement angeordnet sein, wenn das zweite Filterelement an dem ersten Filterelement befestigt ist.

Mindestens eine Dichtung kann zwischen dem Schmierkreis und dem ersten Filterelement angeordnet sein, wenn das erste Filterelement daran befestigt ist.

Das erste Filterelement kann ein Anschraubfilter sein.

Das zweite Filterelement kann ein Anschraubfilter sein.

Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zum Filtern des zum Schmieren eines Verbrennungsmotors verwendeten Öls bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Verbinden eines ersten Sperrfilterelements und eines zweiten, aus einem Zentrifugalfilter und einem Wirbelstromfilter ausgewählten Filterelements mit einem Schmierkreis des Motors, um das Schmieröl des Motors zu filtern, bis ein vorbestimmtes Ereignis eintritt, und, wenn das vorbestimmte Ereignis eintritt, Entfernen des ersten Filters aus dem Schmierkreis und anschließend Betreiben des Motors nur mit dem zweiten Filter zum Filtern des Öls.

Das vorbestimmte Ereignis kann ein vorbestimmter Zeitraum nach dem erstmaligen Betrieb des Motors oder eine vorbestimmte Zahl von Umdrehungen des Motors nach dem erstmaligen Betrieb des Motors oder die erstmalige Wartung des Motors sein.

Der erste Filter kann ein Membranfilter sein, der feste Fremdstoffe mit einer Größe größer als 10 μm herausfiltern kann.

Vorteilhafterweise ist das zweite Filterelement mit dem Schmierkreis über das erste Filterelement verbunden, wenn beide Filterelemente mit dem Schmierkreis verbunden sind, und wenn der Motor anschließend nur mit dem zweiten Filter betrieben wird, ist der zweite Filter direkt mit dem Schmierkreis verbunden, wenn das erste Filterelement entfernt wurde.

Der erste Filter kann durch eine Schraubverbindung mit dem Schmierkreis verbunden sein, und der zweite Filter kann durch eine Schraubverbindung mit dem ersten Filterelement mit dem Schmierkreis verbunden sein.

Der erste Filter kann aus dem Schmierkreis entfernt werden, indem er von dem Schmierkreis abgeschraubt wird, und das zweite Filterelement kann wieder angeschraubt werden.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 eine Seitenansicht eines ersten Filterelements gemäß der Erfindung;
2 eine Seitenansicht eines zweiten Filterelements gemäß der Erfindung;
3 einen schematischen Querschnitt durch eine Filterbaugruppe gemäß der Erfindung;
4 eine schematische Darstellung eines Schmierkreises für einen Motor unter Verwendung einer Filterbaugruppe gemäß der Erfindung; und
5 einen alternativen Schmierkreis zu dem in 4 dargestellten.
Anhand von 4 ist ein Verbrennungsmotor 5 mit einem Schmierkreis dargestellt, der eine Ölpumpe 3 umfasst, die Öl von einem Ölbehälter oder Ölsumpf 6 durch ein erstes und ein zweites Filterelement 10 und 20, durch Ölkanäle (nicht dargestellt) in dem Motor und zurück zu dem Sumpf 6 pumpen kann. Die dargestellte Ölpumpe 3 ist eine Pumpe mit veränderlichem Durchsatz und wird durch ein elektronisches Steuergerät 2 elektronisch gesteuert, so dass der Ölstrom je nach den Betriebsbedingungen des Motors verändert werden kann, und um die Filtration des Öls zu optimieren. Es versteht sich jedoch, dass die Ölpumpe auch eine herkömmliche motorbetriebene Pumpe sein könnte.
Das erste Filterelement 10 ist ein Membranfilter mit einem Filterelement mit einer relativ groben Maschengröße von zwischen 15 und 50 μm und dient zum Abfangen von in dem Öl enthaltenen großen Partikeln wie zum Beispiel Metallteilchen, die noch von der Herstellung des Motors 5 zurückgeblieben sind. Die Maschengröße ist wichtig, weil bei einem Membranfilter der Strömungswiderstand umso größer ist je feiner die Maschen sind, und daher ist umso mehr Energie notwendig, um das Öl durch den Filter zu pumpen, so dass es in den meisten Fällen nicht praktisch ist, diese Art von Filter zum Herausfiltern von Partikeln kleiner als 10 μm zu verwenden.
Das zweite Filterelement 20 ist ein Wirbelstromfilter, bei dem das in das Filterelement 20 eintretende Öl in eine schnelle Drehung versetzt wird, so dass sich starke Wirbel bilden, mit deren Hilfe kleine Partikel wie zum Beispiel Rußpartikel unter 2 μm ausgesondert werden. Diese Art von Filter ist nicht sehr effizient beim Herausfiltern großer Partikel und ist nur wirksam, wenn der Ölstrom durch das Filterelement 20 über einem bestimmten Niveau liegt. Denn bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten sind die entstehenden Wirbel nicht stark genug, um eine Absonderung mitgeführter Partikel herbeizuführen.
Zweck des ersten Filterelements 10 ist es daher, große Partikel aus dem Öl zu entfernen, und das zweite Filterelement 20 dient zum Entfernen kleiner Partikel aus dem Öl.
Das erste und das zweite Filterelement 10 und 20 sind insoweit Hauptstromelemente, als der gesamte Ölstrom aus der Pumpe 3 vor dem Eintritt in den Motor 5 durch sie hindurchfließt.
Das erste Filterelement 10 ist nur während des Erstbetriebs des Motors 5 erforderlich und kann nach einem vorbestimmten Ereignis wie zum Beispiel einer vorbestimmten Zahl von Motoreinsätzen, einer vorbestimmten Zahl von Motorumdrehungen oder nach der ersten Wartung des Motors entfernt werden. Die Konstruktion des ersten Filterelements 10 kann daher auf kostengünstige Weise produziert werden, da es in der Tat ein Wegwerfartikel ist.
Nachdem das erste Filterelement 10 entfernt wurde, wird das zweite Filterelement 20 zum Entfernen von Ruß oder anderen Verbrennungsprodukten aus dem Öl verwendet, und die Pumpe 3 wird in Betrieb gesetzt, wenn der Strom durch das zweite Filterelement 20 optimiert werden muss, um dies zu erreichen.
Anhand von 5 ist eine alternative Filteranordnung zu der in 4 gezeigten dargestellt, da zuvor der Verbrennungsmotor 5 einen Schmierkreis mit einer Ölpumpe 3 hat, die Öl aus einem Sumpf 6 durch ein erstes und ein zweites Filterelement 10 und 200 pumpen und das Öl zu dem Sumpf 6 zurückführen kann. Wie zuvor ist die Ölpumpe 3 eine Pumpe mit veränderlichem Durchsatz und wird durch ein elektronisches Steuergerät 2 elektronisch gesteuert, so dass der Ölstrom je nach den Betriebsbedingungen des Motors verändert werden kann, und um die Filtration des Öls zu optimieren.
Wie zuvor ist das erste Filterelement 10 ein Membranfilter mit einem Filterelement mit einer relativ groben Maschengröße von zwischen 15 und 50 μm und dient zum Abfangen von in dem Öl enthaltenen großen Partikeln wie zum Beispiel Metallteilchen, die von der Fertigung des Motors 5 zurückgeblieben sind.
Das zweite Filterelement 200 ist ein Zentrifugalfilter, bei dem das in das Filterelement 200 eintretende Öl eine Filtereinheit in Drehung versetzt, mit der kleine Partikel wie zum Beispiel Rußpartikel unter 2 μm mit Hilfe einer Zentripetalbeschleunigung ausgesondert werden. Diese Art von Filter ist nicht sehr effizient beim Herausfiltern großer Partikel und ist nur wirksam, wenn der Ölstrom durch das Filterelement 200 über einem bestimmten Niveau liegt. Denn bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten wird sich die Filtereinheit nicht schnell genug drehen, um die Absonderung vieler mitgeführter Partikel herbeizuführen.
Zweck des ersten Filterelements 10 ist es daher, große Partikel aus dem Öl zu entfernen, und das zweite Filterelement 200 dient zum Entfernen kleiner Partikel aus dem Öl.
Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform sind jedoch das erste und das zweite Filterelement 10 und 200 beides keine Hauptstromelemente, und das zweite Filterelement 200 ist mit dem Schmierkreis über ein Regelventil 7 verbunden, so dass Öl nur hindurchströmt, wenn das Ventil 7 offen ist. Das Ventil 7 kann elektronisch oder druckabhängig gesteuert werden.
Während des erstmaligen Betriebs des Motors 5 seit Auslieferung fließt das Öl hauptsächlich durch das erste Filterelement 10, und das Ventil 7 bleibt geschlossen, aber gelegentlich, wenn Ruß aus dem Öl entfernt werden muss, erlaubt das Ventil 7 den Strom durch das zweite Filterelement 200.
Das erste Filterelement 10 ist nur während des erstmaligen Betriebs des Motors 5 erforderlich und kann dann nach einem vorbestimmten Ereignis wie zum Beispiel nach einer vorbestimmten Betriebszeit des Motors, nach einer vorbestimmten Zahl von Motorumdrehungen oder nach der ersten Motorwartung entfernt werden. Daher kann die Konstruktion des ersten Filterelements 10 wie zuvor auf kostengünstige Weise produziert werden, da es ein Wegwerfartikel ist.
Nachdem das erste Filterelement 10 entfernt wurde, wird das zweite Filterelement 20 verwendet, um Ruß oder andere Verbrennungsprodukte aus dem Öl zu entfernen, und die Pumpe 3 wird in Betrieb gesetzt, wenn der Strom durch das zweite Filterelement 20 optimiert werden muss, um dies zu erreichen. Es versteht sich, dass es, wenn das erste Filterelement 10 entfernt wurde, die meiste Zeit keinen Filter in dem Ölschmiersystem geben wird, aber dies ist kein Problem, denn sobald die aus der Produktion resultierenden festen Fremdstoffe entfernt wurden, werden durch den Betrieb des Motors 5 sehr wenig feste Fremdstoffe erzeugt, und die entstehenden verschleißbedingten Partikel werden durch den Zentrifugalfilter 200 entfernt, wenn dieser in Betrieb gesetzt wird. Dies hat den Vorteil, dass es, wenn das erste Filterelement 10 entfernt wurde, keinen weiteren Widerstand gegen den Ölstrom gibt, wenn kein Öl durch das zweite Filterelement 200 fließt, und so ist die Energie, die die Pumpe braucht, um den Motor mit einem bestimmten Druck zu versorgen, geringer als bei Verwendung eines Membranfilters.
Das zweite Filterelement 200 wird nur gelegentlich verwendet, und wenn es verwendet wird, weil eine Pumpe mit veränderlichem Durchsatz verwendet wird, kann der Strom durch das Filterelement optimiert werden, um eine optimale Filtration von Rußpartikeln aus dem Öl bereitzustellen.
Anhand von 1 bis 3 wird das in 4 dargestellte erste und zweite Filterelement 10 und 20 näher beschrieben.
Das erste Filterelement 10 umfasst ein Behältnis oder Gehäuse 11, in dem ein Membranfilterelement 15 mit einer Maschengröße von 35 μm untergebracht ist. Es sind eine Anzahl von Druckminderventilen 16 angebracht, damit das Membranfilterelement 15 umgangen werden kann, falls es sich zusetzt.
Das Behältnis hat auf seiner Stirnfläche (nicht dargestellt) eine Anzahl von Öffnungen, damit Öl von einer mit dem Motor 5 verbundenen Adapterplatte (nicht dargestellt) in das Gehäuse 11 fließen kann. In der Adapterplatte befinden sich eine Anzahl Öffnungen, die mit einer Ölzufuhr verbunden sind, die Bestandteil des Schmierkreises des Motors 5 ist, und es ist daran eine mit einem Gewinde versehene Halterung für das erste Filterelement 10 ausgebildet, so dass sich das erste Filterelement 10 anschrauben lässt. Die Adapterplatte ist der in den US-Patenten Nr. 3,774,764 und Nr. 4,284,504 dargestellten Adapterplatte ähnlich.
Die Adapterplatte hat eine Gewindebohrung (nicht dargestellt), in die ein Rohr 12 mit einem Außengewinde 13 daran eingeschraubt werden kann, um das erste Filterelement 10 mit dem Schmierkreis des Motors 5 zu verbinden. Das Rohr 12 mit dem Außengewinde bildet ein erstes Befestigungsmittel, mit dessen Hilfe das erste Filterelement 10 durch Zusammenwirken mit der Adapterplatte mit dem Schmierkreis verbunden werden kann.
Innen- und Außendichtungen 41 und 40 dienen zum Abdichten des ersten Filterelements 10 gegenüber der Adapterplatte, wenn das erste Filterelement 10 daran befestigt ist.
Das Rohr 12 erstreckt sich durch das Gehäuse 11 und ist daran befestigt und hat am entgegengesetzten Ende einen Abschnitt mit größerem Durchmesser, an dem das Außengewinde 13 ausgebildet ist. Ein Innengewinde ist in dem Abschnitt des Rohrs 12 mit dem größeren Durchmesser ausgebildet. Das Innengewinde ist identisch mit dem in der Adapterplatte ausgebildeten Gewinde. Das Rohr bildet einen Kanal, der verwendet werden kann, um den Strom von Öl durch das erste Filterelement 10 von einer Seite zur anderen zu erlauben, und bildet einen zweiten Ölströmungsweg, der von dem Strömungsweg durch das Filterelement 15 getrennt ist.
Die Stirnfläche des Gehäuses 11 angrenzend an den Abschnitt des Rohrs 12 mit dem größeren Durchmesser hat eine Anzahl von am Umfang voneinander beabstandeten Öffnungen (nicht dargestellt), die Öl, das durch das Filterelement 15 geströmt ist, aus dem Gehäuse 11 austreten lassen. Das Innengewinde in dem Abschnitt des Rohrs 12 mit dem größeren Durchmesser bildet ein zweites Befestigungsmittel, mit dem das zweite Filterelement 20 mit dem ersten Filterelement 10 verbunden wird.
Das zweite Filterelement 20 hat ein Gehäuse 21, in dem verschiedene Schaufeln (nicht dargestellt) ausgebildet sind, die dazu dienen, die Bildung von Wirbeln in dem Gehäuse 21 zu fördern.
Ein Rohr 22 ist an einer Seite des Gehäuses 21 befestigt und mit einem Außengewinde versehen, das mit dem auf dem ersten Filterelement 10 ausgebildeten identisch ist. Die Bohrung des Rohrs 22 steht mit dem Inneren des Gehäuses 21 in Verbindung.
In dem Gehäuse 21 sind eine Anzahl von Öffnungen (nicht dargestellt) um das Rohr 22 herum ausgebildet. Die Öffnungen dienen dazu, den Strom von Öl von dem ersten Filterelement 10 in das zweite Filterelement 20 zu erlauben.
Innen- und Außendichtungen 51 und 50 dienen dazu, das erste und das zweite Filterelement 10 und 20 dicht schließend zu verbinden, wenn das zweite Filterelement 20 durch Gewindeeingriff des Rohrs 22 in die Gewindeöffnung in dem Abschnitt des Rohrs 12 mit dem größeren Durchmesser an dem ersten Filterelement 10 befestigt ist.
Das erste und das zweite Filterelement 10 und 20 sind daher beide Anschraubfilter, die problemlos an dem Schmierkreis befestigt und wieder davon entfernt werden können.
Es versteht sich, dass auch die entgegengesetzte Art von Gewindeformen verwendet werden könnte, um das erste und das zweite Filterelement miteinander zu verbinden, d.h. die Adapterplatte könnte mit einer Außengewindeform ausgebildet sein, und das zweite Filterelement könnte mit einer Innengewindeform ausgebildet sein, oder es könnte eine andere Art von Befestigung wie zum Beispiel eine Twist-Lock-Befestigung verwendet werden. In jedem Fall muss die zum Befestigen des ersten Filterelements 10 an der Adapterplatte bzw. dem Schmierkreis verwendete Fixierung unbedingt identisch sein mit der zum Befestigen des zweiten Filterelements 20 an dem ersten Filterelement 10 verwendeten Fixierung. Dadurch kann das erste Filterelement 10 entfernt werden, und das zweite Filterelement 20 kann direkt an der Adapterplatte oder dem Schmierkreis befestigt werden, nachdem das erste Filterelement entfernt wurde.
Wenn die zwei Filterelemente 10, 20 beide angebracht sind und mit dem Schmierkreis verbunden sind, durch den Öl fließt, wird das Öl von dem Schmierkreis in das erste Filterelement 10 fließen, wie durch die Pfeile 30 in 3 angedeutet, durch das Filterelement 15, wie durch die Pfeile 31 angedeutet, in das zweite Filterelement 20, wie durch die Pfeile 32 angedeutet, in dem Gehäuse 21 in Drehung versetzt, um feste Fremdstoffe aus dem Öl herauszuschleudern, und wird in das Rohr 12, 22 eintreten und zu dem Schmierkreis zurückkehren, wie durch die Pfeile 33 angedeutet.
Wenn das erste Filterelement 10 nicht angebracht ist und das zweite Filterelement 20 direkt mit dem Schmierkreis verbunden ist, wird das Öl von dem Schmierkreis in das zweite Filterelement 20 fließen und in dem Gehäuse 21 in Drehung versetzt werden, um feste Fremdstoffe aus dem Öl herauszuschleudern, und wird in das Rohr 22 eintreten und zu dem Schmierkreis zurückkehren.
Das erste Filterelement 10 kann auf sehr kostengünstige Weise hergestellt werden, weil es nur für den Erstbetrieb des Motors 5 erforderlich ist und weil das erste Filterelement 10 nach einem vorbestimmten Ereignis aus dem Schmierkreis entfernt werden soll und nur das zweite Filterelement 20 bleiben wird. Das zweite Fil terelement kann so hergestellt sein, dass feste Fremdstoffe, die sich darin ansammeln, in regelmäßigen Abständen herausgewaschen werden können, oder es kann als einmal verwendbares Teil konstruiert sein; in jedem Fall ist es wahrscheinlich, dass diese Komponente nach Ablauf einer längeren Zeit ausgewechselt wird, weil sie nur Ruß oder andere kleine verschleißbedingte Partikel aus dem Öl entfernen muss.
Eine Filterbaugruppe gemäß der Erfindung soll daher in folgender Weise verwendet werden. Nach der Herstellung des Motors 5 werden das erste und das zweite Filterelement 10 und 20 beide mit dem Schmierkreis des Motors 5 verbunden, so dass große Partikel, die aus dem Herstellungsprozess resultieren, durch das erste Filterelement 10 abgefangen werden. Bei Bedarf kann die Pumpe mit einem höheren Durchsatz betrieben werden, um das Entfernen von Ruß aus dem Öl durch das zweite Filterelement 20 zu unterstützen.
Nach Eintritt eines vorbestimmten Ereignisses, das eine vorbestimmte Zahl von Betriebsstunden des Motors seit Auslieferung oder eine vorbestimmte Zahl von Motorumdrehungen seit Auslieferung sein könnte oder der Zeitpunkt der ersten Wartung oder ein anderes geeignetes Ereignis, wird das erste Filterelement aus dem Schmierkreis entfernt, und das zweite Filterelement wird wieder an den Schmierkreis angeschlossen. Der Motor 5 wird dann betrieben, bis festgestellt wird, dass das zweite Filterelement 20 entleert oder ausgewechselt werden muss. Während dieser Zeit wird die Pumpe 3 hauptsächlich mit niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten und Drücken betrieben, um Schmierung für den Motor 5 bereitzustellen, wird aber gelegentlich mit einem höheren Durchsatz und Druck betrieben, um das Entfernen von Ruß aus dem Öl zu optimieren.
Zusammenfassend lässt sich daher sagen, dass die Erfindung eine verbesserte Ölfilterbaugruppe für einen Motor bereitstellt, mit der die Unversehrtheit des Motors während des Erstbetriebs seit Auslieferung bewahrt werden kann, die aber dann ein besseres Entfernen von Rußpartikeln aus dem Öl und den Einsatz von weniger Energie während des normalen Gebrauchs erlaubt, um Schmierung für den Motor bereitzustellen, indem eine herkömmliche Membranfiltereinheit durch ein Filtrationselement ersetzt wird, das mit Hilfe der Zentripetalbeschleunigung kleine Partikel entfernt, ohne hohe Gegendrücke zu erzeugen.
Für den Fachmann versteht es sich, dass die Erfindung zwar anhand einer Anzahl spezifischer Ausführungsformen beispielhaft beschrieben wurde, aber nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist, und dass verschiedene alternative Ausführungsformen oder Modifikationen der offenbarten Ausführungsformen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Ölfilterbaugruppe für einen Verbrennungsmotor mit einem Ölschmierkreis, wobei die Filterbaugruppe ein erstes Sperrfilterelement mit einem ersten Befestigungsmittel zum Verbinden des ersten Filterelements mit dem Schmierkreis des Motors und einem zweiten Befestigungsmittel zum Zusammenwirken mit einem Befestigungsmittel eines zweiten Filterelements umfasst, mit dem das zweite Filterelement mit dem ersten Filterelement verbunden wird, wobei das erste Befestigungsmittel des ersten Filterelements und das Befestigungsmittel des zweiten Filterelements identisch sind, damit das erste Filterelement aus dem Schmierkreis entfernt werden kann und das zweite Filterelement direkt an dem Schmierkreis befestigt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Filterelement ein Zentrifugalfilter oder ein Wirbelstromfilter ist.
Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sperrfilter ein Sperrfilterelement aufweist, das feste Fremdstoffe mit einer Größe nicht kleiner als 10 μm abfangen kann.
Baugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement eine Maschengröße im Bereich von 15 bis 50 μm hat.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Befestigungsmittel an einem Ende des ersten Filterelements aus gebildet ist und das zweite Befestigungsmittel am entgegengesetzten Ende des ersten Filterelements ausgebildet ist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Dichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Filterelement angeordnet ist, wenn das zweite Filterelement an dem ersten Filterelement befestigt ist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Dichtung zwischen dem Schmierkreis und dem ersten Filterelement angeordnet ist, wenn das erste Filterelement daran befestigt ist.
Verfahren um Filtern des zum Schmieren eines Verbrennungsmotors verwendeten Öls, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Verbinden eines ersten Sperrfilterelements und eines zweiten, aus einem Zentrifugalfilter und einem Wirbelstromfilter ausgewählten Filterelements mit einem Schmierkreis des Motors, um das Schmieröl des Motors zu filtern, bis ein vorbestimmtes Ereignis eintritt, und, wenn das vorbestimmte Ereignis eintritt, Entfernen des ersten Filters aus dem Schmierkreis und anschließend Betreiben des Motors nur mit dem zweiten Filter, um das Öl zu filtern.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das vorbestimmte Ereignis eine vorbestimmte Zeit nach dem erstmaligen Betrieb des Motors oder eine vorbestimmte Zahl von Motorumdrehungen nach dem erstmaligen Betrieb des Motors oder die erstmalige Wartung des Motors ist.
Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Filter ein Membranfilter ist, der feste Fremdstoffe mit einer Größe größer als 10 μm herausfiltern kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Filterelement mit dem Schmierkreis über das erste Filterelement verbunden ist, wenn beide Filterelemente mit dem Schmierkreis verbunden sind, und dass beim anschließenden Betrieb des Motors nur mit dem zweiten Filterele ment der zweite Filter direkt mit dem Schmierkreis verbunden ist, wenn das erste Filterelement entfernt wurde.