DE102005058109A1 - Filter unit, especially for purifying oil in automobile gearbox, comprises filter element between oil inlet and outlet and by-pass line with valve element released when specific pressure difference is first exceeded - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Filtereinheit gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.The The invention relates to a filter unit according to the preamble of the claim 1.
In
der
Auch
in der
Neben der Möglichkeit, ein federbelastetes Ventil in einem Filter zu integrieren, ist ebenso bekannt, über eine Blende einen möglicherweise zu großen Druck zwischen Eingang und Ausgang der Filtereinheit abzubauen. Bei Verwendung einer Blende nimmt die Reduzierung der Schmutzpartikel im Öl eine längere Zeit in Anspruch, da immer ein Teilstrom über die Blende am Filterelement vorbeifließt. Dies ist zwar gegenüber einem Überdruckventil bzw. einem federbelasteten Kugelsitzventil die kostengünstigere Variante, birgt jedoch die Gefahr, dass schädigende Schmutzpartikel zu spät aus dem Öl filtriert werden und somit das Druckölsystem schädigen. Setzt man stattdessen ein Überdruckventil ein, wird der Nebenstrom zu Null gesetzt, bis ein gewisser Beladungszustand oder Verschmutzungsgrad des Filterelements oder die Viskosität des Öls so gering wird, dass der maximal zulässige Druckabfall erreicht ist und das Ventil den Bypass für den Nebenstrom freigibt. Derartige Überdruckventile sind jedoch, wie oben bereits ausgeführt, vergleichsweise teuer, da mehrere Bauteile eingesetzt werden. Zudem muss in der Regel zusätzlicher Bauraum in Anspruch genommen werden.Next The possibility, integrating a spring-loaded valve in a filter is the same known, about one aperture maybe one too big Reduce pressure between input and output of the filter unit. When using a diaphragm decreases the reduction of dirt particles in the oil one longer Time consuming, as always a partial flow through the aperture on the filter element flows past. This is true a pressure relief valve or a spring-loaded ball seat valve, the more cost-effective variant, However, there is a risk that harmful dirt particles too late the oil be filtered and thus damage the pressure oil system. Put instead a pressure relief valve On, the sidestream is set to zero until a certain load condition or degree of contamination of the filter element or the viscosity of the oil so low will that the maximum allowable Pressure drop is reached and the valve bypass the bypass releases. Such overpressure valves however, as stated above, are comparatively expensive, because several components are used. In addition, usually additional Space to be taken.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Filtereinheit bereitzustellen, die für eine möglichst gute Filterung sorgt und einfach und preiswert herstellbar ist.Of the The invention is therefore based on the object of providing a filter unit, the for one possible good filtering and easy and inexpensive to produce.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit der Filtereinheit gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Filtereinheit zeichnet sich dadurch aus, dass das Ventilelement vor einem erstmaligen Überschreiten einer bestimmten Druckdifferenz zwischen Öleingang und Ölausgang den Bypass geschlossen hält und nach erstmaligem Überschreiten der Druckdifferenz dauerhaft freigibt. Ein derartiges Ventilelement kann vorzugsweise als dünne Wand oder Membran aufgebildet werden, die bricht oder reißt, wenn die bestimmte Druckdifferenz zwischen Öleingang und Ölausgang überschritten wird. Vor dem Überschreiten der Druckdifferenz verschließt das Ventilelement den Bypass, so dass das gesamte durch den Öleingang eintretende Öl durch das Filterelement strömt.The The object underlying the invention is with the filter unit according to claim 1 solved. The filter unit is characterized in that the valve element before a first crossing a certain pressure difference between oil inlet and oil outlet keeps the bypass closed and after first crossing the pressure difference permanently releases. Such a valve element can preferably as a thin one Wall or membrane are formed, which breaks or tears when exceeded the certain pressure difference between oil inlet and oil outlet becomes. Before passing the pressure difference closes the valve element bypasses, allowing the entire through the oil inlet entering oil flows through the filter element.
Die Ausführungen beziehen sich auf eine Filtereinheit zum Reinigen von Öl. Der Begriff „Öl" soll hier stellvertretend für Fluide verstanden werden, die Schmutzpartikel, Späne oder dergleichen aufnehmen und transportieren können und sich durch Filtereinheiten reinigen lassen.The versions refer to a filter unit for cleaning oil. The term "oil" is hereby representative for fluids be understood that absorb dirt particles, chips or the like and can transport and can be cleaned by filter units.
Die Druckdifferenz zwischen Ölausgang und Öleingang soll dem Druckabfall entsprechen, der sich über dem Filterelement einstellt. Der Einfluss von etwaige Bauteile in der Filtereinheit, die zwischen Öleingang und Ölausgang angeordnet sein können und durch ihren Strömungswiderstand einen Druckabfall bewirken, soll hier nicht weiter betrachtet werden.The Pressure difference between oil outlet and oil inlet should correspond to the pressure drop that occurs over the filter element. The influence of any components in the filter unit between the oil inlet and oil outlet can be arranged and by their flow resistance cause a pressure drop, should not be considered here.
Gegenüber den bekannten Bypassventilen in Form von Überdruckventilen lässt sich das erfindungsgemäße Ventilelement wesentlich kostengünstiger herstellen. Im Vergleich zu einer Filtereinheit mit einer Blende im Bypass weist die Erfindung den Vorteil auf, dass durch die Filtereinheit die in Getrieben von Kraftfahrzeugen festzustellende Initialverschmutzung durch Einlaufverschleiß usw. durch die Filtereinheit schnell abgebaut wird, da anfänglich kein Ölstrom an dem Filterelement vorbei möglich ist. Ein Großteil dieser Initialverschmutzung findet noch im Werk des Kraftfahrzeugherstellers statt. Erst nachdem das Filterelement durch die Beladung der Schmutzteilchen im Öl einen zu großen Strömungswiderstand aufweist, bricht die Wand oder die Membran auf.Compared to the known bypass valves in the form of pressure relief valves can be the valve element according to the invention much cheaper produce. Compared to a filter unit with a shutter In the bypass, the invention has the advantage that through the filter unit the initial contamination to be detected in transmissions of motor vehicles through inlet wear etc. is quickly degraded by the filter unit, there initially no oil flow past the filter element is. A big part This initial contamination is still in the factory of the motor vehicle manufacturer instead of. Only after the filter element by the loading of the dirt particles in the oil one too big flow resistance has, breaks the wall or the membrane.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Ventilelement eine Sollbruchstelle auf. Somit kommt es bei entsprechenden Druckverhältnissen zu einem kontrollierten Brechen oder Einreißen des Ventilelements. Zudem wird durch das Vorsehen der Sollbruchstelle erreicht, dass bei einer Vielzahl von gefertigten Filtereinheiten etwaige Abweichungen in der Druckdifferenz, die zu einer dauerhaften Freigabe des Bypass bzw. zum Öffnen des Ventilelements führt, klein gehalten werden können.In a preferred embodiment the valve element on a predetermined breaking point. Thus it comes with appropriate pressures to a controlled breaking or tearing of the valve element. moreover is achieved by providing the predetermined breaking point that at a Variety of manufactured filter units any deviations in the pressure difference leading to a permanent release of the bypass or to open the valve element leads, can be kept small.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Filterelement durch wenigstens ein Halteteil fixiert. Vorzugsweise ist dabei das Halteteil einstückig mit dem Ventilelement ausgebildet und wird zweckmäßigerweise aus Kunststoff gefertigt. Somit lässt sich das Ventilelement besonders kostengünstig herstellen.In a preferred embodiment the filter element fixed by at least one holding part. Preferably is the holding part in one piece with formed the valve element and is suitably made of plastic. Thus can be make the valve element particularly inexpensive.
Das Filterelement kann hohlzylindrisch ausgebildet sein und stirnseitig jeweils durch ein Halteteil in Form einer ersten Endkappe bzw. in Form einer zweiten Endkappe gehalten sein. Dabei kann der Ölausgang an der ersten Endkappe angeordnet sein, während bevorzugt an der zweiten Endkappe das Ventilelement angeordnet ist. Bei hohlzylindrischer Ausbildung des Filterelements strömt dabei vorzugsweise das zu reinigende Öl radial durch das Filterelement in das Innere des Hohlzylinders und wird dann in axialer Richtung in gereinigter Form durch den stirnseitig angebrachten Ölausgang geleitet. Wenn das Ventilelement an der zweiten Endkappe nach erstmaligem Überschreiten der Druckdifferenz geöffnet ist, kann zumindest ein Teilstrom des Öls an dem Filterelement vorbei durch das Ventilelement an der zweiten Endkappe in das Innere des Hohlzylinders gelangen, um dann wieder in axialer Richtung fließend durch den Ölausgang aus dem Inneren des Hohlzylinders zu treten.The Filter element may be formed as a hollow cylinder and the front side each by a holding part in the form of a first end cap or in Be held in the form of a second end cap. In this case, the oil outlet be arranged on the first end cap, while preferably on the second end End cap, the valve element is arranged. For hollow cylindrical training of the filter element flows preferably the oil to be cleaned radially through the filter element in the interior of the hollow cylinder and then in the axial direction in purified form through the front-mounted oil outlet directed. If the valve element on the second end cap after first exceeding the pressure difference opened is, at least a partial flow of the oil to the filter element over through the valve element on the second end cap into the interior of the Get hollow cylinder, then again in the axial direction flowing through the oil outlet to step out of the interior of the hollow cylinder.
Vorzugsweise sind Filterelement und Ventilelement in einem gemeinsamen Filtergehäuse untergebracht. Damit ist die Filtereinheit in einem Bauteil zusammengefasst und lässt sich einfach beispielsweise in ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges einsetzen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Filtereinheit aus separaten Teilen besteht, die lediglich durch Leitungen, Kanäle oder dergleichen strömungstechnisch miteinander verbunden sind.Preferably Filter element and valve element are housed in a common filter housing. Thus, the filter unit is combined in one component and let yourself simply use for example in a transmission of a motor vehicle. But there is also the possibility that the filter unit consists of separate parts that only through pipes, channels or the like fluidically connected to each other.
Vorzugsweise kann nach dem erstmaligen Überschreiten der Druckdifferenz zwischen Öleingang und Ölausgang, die das Ventilelement dauerhaft öffnet, die Ventilelement die Funktion einer Blende erfüllen. Ist beispielsweise das Ventilelement als Membran ausgebildet, die nach erstmaligem Überschreiten der Druckdifferenz gerissen ist, so kann die gerissene Membran wie eine Blende aufgrund eines nur kleinen Strömungsquerschnitts einen großen Strömungswiderstand aufweisen. Durch entsprechende Formgebung des Ventilelements in Verbindung mit einer Sollbruchstelle lässt sich der Strömungsquerschnitt nach erfolgtem Aufreißen der Membran auf einen gewünschten Wert hinreichend genau einstellen.Preferably can after the first crossing the pressure difference between oil inlet and oil outlet, which permanently opens the valve element, the valve element fulfill the function of a diaphragm. Is that for example Valve element formed as a membrane, which after first exceeding the pressure difference is cracked, so the cracked membrane like an aperture due to a small flow cross-section a large flow resistance exhibit. By appropriate shaping of the valve element in Connection with a predetermined breaking point allows the flow cross section after being torn open the membrane to a desired Set the value with sufficient accuracy.
Anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Based the exemplary embodiments illustrated in the figures, the invention explained in more detail. It demonstrate:
Das
Filterelement
Des
weiteren ist in
Das
Gehäuse
weist zwei Öffnungen
Das
Filterelement
Die
untere Endkappe
- 11
- Filtereinheitfilter unit
- 22
- Filterelementfilter element
- 33
- erste Endkappefirst endcap
- 44
- zweite Endkappesecond endcap
- 55
- Ausgangoutput
- 66
- Gehäusecasing
- 77
- Schnittstelleinterface
- 88th
- Öffnungopening
- 99
- Pfeil (Strömungsrichtung)arrow (Flow direction)
- 1010
- Innenrauminner space
- 1111
- Pfeil (Strömungsrichtung)arrow (Flow direction)
- 1212
- Stützrahmensupport frame
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- Aussparungrecess
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- Bodenground
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- Membranmembrane
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- Kanalchannel
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- Pfeil (Strömungsrichtung)arrow (Flow direction)
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- 2020
- Dichtringseal
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