DE102006053213A1

DE102006053213A1 - Schmierölfilter eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE102006053213A1
Application number: DE200610053213
Authority: DE
Inventors: Michael Koball; Markus Layer; Ralf Zink
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2006-11-11
Filing date: 2006-11-11
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2026-11-12
Also published as: DE102006053213B4

Abstract

Ein Schmierölfilter eines Verbrennungsmotors mit einer in einem Nebenstrom zu einem Filtermedium eines Ringfiltereinsatzes durchströmbaren Zentrifuge (8) in einem Zentrifugenteil des Schmierölfilters, bei dem vorgesehen sind, - in einem mit einem Deckel (2) verschließbaren Gehäuse (1) der Ringfiltereinsatz (3) und die Zentrifuge (8) in einer durch eine Trennwand getrennten übereinanderliegenden Anordnung, bei der die Trennwand in dem Gehäuse (1) für ein Herausnehmen bei geöffnetem Deckel (2) lösbar gelagert ist, - mindestens ein Einlass für das zu filternde Schmieröl sowie zwei getrennte Auslässe für in dem Ringfiltereinsatz (3) und in der Zentrifuge (8) gefiltertes Schmieröl, soll multifunktional für einen Einsatz mit und ohne einer Zentrifuge (8) ausgebildet sein. Zu diesem Zweck weist ein solches Schmierölfilter folgende Merkmale auf - das Gehäuse (1) ist mit einem Zentrifugen-Zu- und Abführkanal (11; 12) versehen, - die Zentrifugen-Zu- und Abführkanäle (11; 12) des Gehäuses (1) kommunizieren bei geschlossenem Schmierölfilter über einen außerhalb der Trennwand liegenden Bereich des Gehäuses (1) mit Ein- und Auslassöffnungen des die Zentrifuge (8) enthaltenden Zentrifugenteils des Schmierölfilters, - der Ringfiltereinsatz (3) und die Zentrifuge (8) werden rohseitig parallel aus einer gleichen Schmierölquelle gespeist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schmierölfilter eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solches Schmierölfilter ist aus DE 43 06 431 02 bekannt.
Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein gattungsgemäßes Schmierölfilter in einer Ausführung zu schaffen, in der es auf möglichst einfache Weise wahlweise mit und ohne eine Zentrifuge betrieben werden kann.
Gelöst wird dieses Problem in erster Linie durch die Ausführung eines gattungsgemäßen Schmierölfilters nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche, auf die insbesondere bezüglich der hierdurch erzielbaren Vorteile bei der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele noch näher eingegangen wird.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Zentrifugen-Zu- und Abführ-Kanäle in ein, durch einen Deckel verschließbares Gehäuse zu integrieren und außerhalb des von dem Filtereinsatz eingenommenen Raumes anzuordnen. Hierdurch kann der Filtereinsatzraum innerhalb des Schmierölfiltergehäuses unabhängig davon, ob eine Kombination mit einer Zentrifuge vorliegt oder nicht, für beide Anwendungsfälle unverändert bleiben. Bei Fehlen einer Zentrifuge müssen lediglich die Zentrifugen-Zu- und Abführ-Kanäle inaktiviert, das heißt verschlossen werden. Weitere Veränderungen an dem Filtereinsatz-Gehäuse sind nicht erforderlich.
Die erfindungsgemäße Ausführung des Schmierölfilters eignet sich insbesondere sehr vorteilhaft für eine Ausführung, bei der eine betriebsbedingt erschöpfte, das heißt durch Schmutzansammlung nicht mehr funktionsfähige Zentrifuge als deckelintegrierte Wegwerfversion ausgebildet werden kann. Dabei kann bei einem in die Trennwand eingeformten Ringfiltereinsatz, das heißt bei einem Ringfiltereinsatz der fest und unlösbar mit der Trennwand verbunden ist, eine „Wegwerflösung" realisiert werden, bei der bei einer Filtererschöpfung die gesamte Einheit aus Deckel, Zentrifuge und Ringfiltereinsatz ausgetauscht wird.
Vorteilhafte, nachstehend näher erläuterte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
In dieser zeigen in
1 bis 4 jeweils in einem Längs- und einem Querschnitt vier verschiedene Ausführungsvarianten. Die Schnittführungen sind jeweils in den einzelnen Figuren angegeben, wobei die Schnitte jeweils mit der Figurenbezeichnung versehen sind, in der der Schnitt dargestellt ist.
1
Ein Schmierölfilter besitzt ein Gehäuse 1, das von oben mit einem Deckel 2 dicht verschließbar ist. In dem Gehäuse 1 ist austauschbar gelagert ein Ringfiltereinsatz 3. Das Gehäuse 1 ist topfförmig beziehungsweise becherförmig ausgebildet mit einem unten liegenden, nicht gezeichneten Topfboden, durch den in dem Schmierölfilter zu behandelndes Schmieröl zu- und abgeführt wird. Der Ringfiltereinsatz 3 trennt einen Ringfiltereinsatz-Rohraum 4 von einem Ringfiltereinsatz-Reinraum 5. Die Durchströmungsrichtung des Ringfiltereinsatzes 3 ist durch Strömungspfeile angedeutet. Roh- und Reinraum 4, 5 sind zum offenen Ende des topfförmigen Gehäuses 1 hin durch eine Endscheibe 6 dicht begrenzt, die integraler Bestandteil des Ringfiltereinsatzes 3 ist und als Trennwand zwischen Zentrifugen- und Ringfiltereinsatzbereichen dient. Integraler Bestandteil bedeutet hier beispielsweise, dass die Endscheibe 6 aus Kunststoff besteht, in ringförmiges Filtermaterial, das zick-zack-förmig gefaltetes Filterpapier sein kann, einplastifiziert ist. Das Gehäuse 1 überragt die Endscheibe 6 zu dessen offenem Ende hin mit einem Ringbund 7. Im Inneren dieses Ringbundes 7 ist ein Gewinde vorgesehen, über das der Deckel 2 über ein komplementär ausgebildetes Gegengewinde dicht einschraubbar ist.
Innerhalb des Deckels 2 ist eine Filter-Zentrifuge 8 in einer Ausbildung als Rotor drehbar gelagert. Dieser Teil stellt den Zentrifugenbereich des Schmierölfilters dar. Die Drehachse 9 der Zentrifuge 8 ist als integraler Bestandteil des becherförmig gestalteten Deckels 2 ausgebildet und erstreckt sich von dem geschlossenen Boden des Deckels 2 in dessen Inneres hinein. Das freie Ende der Drehachse 9 lagert in einem an der Endscheibe 6 vorgesehenen Widerlager 10.
Das Gehäuse 1 und der Deckel 2 besitzen eine zylindrische Außenform mit einem etwa übereinstimmenden Außendurchmesser. Die Schmierölzu- und Abfuhr in den beziehungsweise aus dem Zentrifugenbereich und der Zentrifuge 8 erfolgt über Zentrifugen-Zu- und Abführkanäle 11 und 12. Diese Kanäle 11 und 12 verlaufen durch einen Seitenwandbereich des Gehäuses 1. Durch diese Konstruktionsmaßnahme ist die Achse des Ringfiltereinsatzes 3 gegenüber der Achse der zylindrischen Außenwandung des Gehäuses 1 versetzt. Nicht versetzt gegenüber der im wesentlichen gleichen zylindrischen Außenwandung von Gehäuse 1 und Deckel 2 ist die Achse der Zentrifuge 8. Die Achsen des Ringfilterelementes 3 und der Zentrifuge 8 sind daher innerhalb des Schmierölfilters gegeneinander versetzt.
Innerhalb der Zentrifuge 8 wird ein in einem Nebenstrom zu dem innerhalb des Filtereinsatzes 3 zu reinigenden Schmieröl geführter Schmieröl-Strom behandelt. Die Behandlung inner halb der Zentrifuge 8 erfolgt in der Form, dass das im Nebenstrom geführte Schmieröl dem Inneren der Zentrifuge 8 zugeführt wird. Die Abfuhr aus der Zentrifuge 8 erfolgt radial außen unten in einer solchen Form durch Ausflussöffnungen 13, dass der Rotor der Zentrifuge 8 rotieren kann. Voraussetzung für eine solche Rotation ist, dass das Schmieröl der Zentrifuge 8 unter einem Druck zugeführt wird, der erheblich höher ist als derjenige in dem Raum außerhalb der Zentrifuge 8, in den das Schmieröl aus der Zentrifuge 8 austritt. Dieser Raum liegt innerhalb des Deckels 2 und ist dort mit der Bezugszahl 14 belegt. Das in den Raum 14 aus der Zentrifuge 8 ausströmende, gefilterte Schmieröl wird durch den Zentrifugen-Abflusskanal 12 abgeführt und zwar in den Kurbelraum eines in der Zeichnung nicht dargestellten Verbrennungsmotors.
Von dem Zentrifugen-Zuführkanal 11 gelangt das im Nebenstrom geführte, zu reinigende Schmieröl über einen Verbindungskanal 15 in das Innere des Rotors der Zentrifuge 8. Dabei ist der Verbindungskanal 15 in einem becherförmigen Einsatzteil 16 vorgesehen. Von diesem Einsatzteil 16 ragt ein, den Verbindungskanal 15 in den Zentrifugen-Zuführkanal 11 führender Stutzen 17 ab. Das Einsatzteil 16 ist im Bereich des Bodens des Deckels 6 drehbar an der Drehachse 9 der Zentrifuge 8 gelagert. Für den Übergang des Schmieröles aus dem Verbindungskanal 15 in die Drehachse 9 ist in dem Bereich des Einsatzteiles 16, der gegenüber der Drehachse 9 gelagert ist, ein Ringkanal 18 vorgesehen, der mit einer Öffnung 19 eines axialen Hohlraumes 20 der Drehachse 9 kommuniziert.
Aus dem axialen Hohlraum 20 gelangt das Schmieröl über eine radiale Austrittsöffnung 21 in das Innere des drehbaren Rotors der Zentrifuge 8.
Bei der gezeichneten Ausführungsform dient das Einsatzteil 16 zur axialen Fixierung des Ringfiltereinsatzes 3 über dessen Endscheibe 6. Die Endscheibe 6, stellt eine Trennwand zwischen den Filtrationsräumen des Ringfilterelementes 3 sowie der Zentrifuge 8 dar. Diese Trennwand kann abweichend von dem gezeichneten Ausführungsbeispiel als ein von dem Ringfiltereinsatz 3 unabhängiges Teil ausgebildet sein.
In dem Zentrifugen-Zuführkanal 11 kann ein Mindestdruckventil 22 vorgesehen sein.
An dem Gehäuse 1 sind Positionier- und Montagehilfsmittel vorgesehen, nämlich Positionierhilfsmittel 23 für eine drehwinkelpositionierte Lage des Ringfiltereinsatzes 3 innerhalb des Gehäuses 1 und ein Anschlag 24 als Einführhilfe für den Stutzen 17 des Einsatzteiles 16 in den Zentrifugen-Zuführkanal 11.
Die Exzentrizität zwischen der Drehachse 9 und der Achse des Ringfiltereinsatzes 3 ist in der Zeichnung mit e eingetragen.
2
Der grundsätzliche Aufbau und die Funktionsweise des in 2 gezeigten Schmierölfilters stimmen mit denjenigen der Aus führung nach 1 überein. Nachstehend wird daher lediglich auf die Unterschiede eingegangen.
Ein erster, geringfügiger Unterschied besteht in der Verbindung zwischen dem Deckel 2 und dem Gehäuse 1, die hier durch eine an dem Deckel 2 verliersicher gelagerte Überwurfmutter 25 erzielt wird.
Ein weiterer, wesentlicher Unterschied besteht in der Ausgestaltung des Verbindungskanales 15 innerhalb des Deckels 2. Dabei entspricht dem Verbindungskanal 15 nach der Ausführung in 1 hier ein Verbindungskanal 115. Dieser Verbindungskanal 115 besitzt die Form eines einfachen Winkelsteges, dessen eines Ende den Stutzen 17 zum Einführen in den Zentrifugen-Zuführkanal 11 bildet. Das andere Ende wirkt zur Schmierölüberführung in die Drehachse 9 hinein mit dessen dem Boden des Deckels 2 zugewandten Endbereich zusammen. Dieses Zusammenwirken ist dadurch gegeben, dass die Drehachse 9 mit Eintrittsöffnungen 27 versehen ist, die mit dem Verbindungskanal 115 kommunizierend angebracht sind. Der Deckel 2 kann, falls erforderlich, mit seiner fest in diesem integrierten Drehachse 9 innerhalb des Verbindungskanales 115 gedreht werden.
3
Diese Ausführung unterscheidet sich von derjenigen in 2 lediglich durch eine etwas andersartige Ausbildung und Lagerung des Verbindungskanales 115, der hier mit 215 bezeichnet ist. Die Verbindung zwischen dem Verbindungskanal 215 und der Drehachse 9 der Zentrifuge 8 ist hier derart, dass der Verbindungskanal in eine radial an der Drehachse 9 vorgesehene Öffnung 28 dicht eingreift. Hierdurch kann die Drehachse 9 der Zentrifuge 8, wenn der Deckel 2 drehbar sein soll, nicht fest mit dem Deckel 2 verbunden sein. Deshalb ist hier eine drehbare Lagerung der Drehachse 9 innerhalb des Deckels 2 in einem Deckellager 29 vorgesehen. Innerhalb dieses Deckellagers 29 ist die Drehachse 9 gegen eine Axialbewegung verclipst.
4
Bei dieser Schmierölfilter-Ausführung sind die Filterelemente, nämlich die Zentrifuge 8 und der Ringfiltereinsatz 3, als gemeinsames Entsorgungsteil ausgeführt. Gegenüber den zuvor beschriebenen drei Ausführungsvarianten kommt diese vierte Variante aufbaumäßig derjenigen nach 2 am nächsten. Ein erster Unterschied besteht darin, dass der bei der Ausführung nach 2 als separat handbares Bauteil ausgebildete Verbindungskanal 115 hier als Verbindungskanal 315 in die Endscheibe 6 des Ringfiltereinsatzes 3 integriert ist. Darüber hinaus ist hier im Unterschied zu der Ausführung nach 2 der Deckel 2 fest mit der Endscheibe 6 verbunden. Bei einer Ausführung sowohl der Endscheibe 6 als auch des Deckels 2 aus Kunststoff kann eine Schweißverbindung vorliegen, die beispielsweise durch Reibschweißen erzielbar ist.
Der Deckel 2 kann grundsätzlich bei sämtlichen Ausführungsvarianten aus Kunststoff bestehen. Das gleiche gilt für sämtliche mit dem Deckel 2 zusammenwirkenden Teile der Zentrifuge 8 sowie der Verbindungskanäle zwischen der Zentrifuge 8 und dem Gehäuse 1.
Alle in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Form miteinander kombiniert erfindungswesentlich sein.

Claims

Schmierölfilter eines Verbrennungsmotors mit einer in einem Nebenstrom zu einem Filtermedium eines Ringfiltereinsatzes durchströmbaren Zentrifuge (8) in einem Zentrifugenteil des Schmierölfilters, bei dem vorgesehen sind, – in einem mit einem Deckel (2) verschließbaren Gehäuse (1) der Ringfiltereinatz (3) und die Zentrifuge (8) in einer durch eine Trennwand getrennten übereinanderliegenden Anordnung, bei der die Trennwand in dem Gehäuse (1) für ein Herausnehmen bei geöffnetem Deckel (2) lösbar gelagert ist, – mindestens ein Einlass für das zu filternde Schmieröl sowie zwei getrennte Auslässe für in dem Ringfiltereinsatz (3) und in der Zentrifuge (8) gefiltertes Schmieröl, gekennzeichnet durch die Merkmale, – das Gehäuse (1) ist mit einem Zentrifugen-Zu- und Abführkanal (11; 12) versehen, – die Zentrifugen-Zu- und Abführkanäle (11; 12) des Gehäuses (1) kommunizieren bei geschlossenem Schmierölfilter über einen außerhalb der Trennwand liegenden Bereich des Gehäuses (1) mit Ein- und Auslassöffnungen des die Zentrifuge (8) enthaltenden Zentrifugenteils des Schmierölfilters, – der Ringfiltereinsatz (3) und die Zentrifuge (8) werden rohseitig parallel aus einer gleichen Schmierölquelle gespeist.
Schmierölfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Speisung der Zentrifuge (8) mit Schmieröl ein im Inneren des Deckels (2) liegender, in eine Drehachse (9) der Zentrifuge (8) führender Verbindungskanal (15; 115; 215; 315) vorgesehen ist, wodurch das Schmieröl durch die Drehachse (9) hindurch in das Innere der Zentrifuge (8) einströmen kann.
Schmierölfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Merkmale, – das Gehäuse (1) und der Deckel (2) des Schmierölfilters bilden eine Filtereinheit mit einer im wesentlichen durchmessergleichen, zylindrischen Außenform, – mit Bezug auf die im wesentlichen durchmessergleiche, zylindrische Außenform der Filtereinheit sind die Achsen der Zentrifuge (8) und des Ringfilterelementes (3) gegeneinander versetzt, wobei die Zentrifugenachse zentrisch und die Ringfilterachse exzentrisch gegenüber der gemeinsamen zylindrischen Außenform verlaufen, – in dem durch die exzentrische Anordnung des Ringfiltereinsatzes innerhalb des diesen lagernden Gehäuses (1) sich bildenden Freiraum sind voneinander getrennt die Zentrifu gen-Zu- und Abführkanäle (11; 12) für in der Zentrifuge (8) zu behandelndes Schmieröl vorgesehen.
Schmierölfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand als eine Endscheibe (6) des Ringfiltereinsatzes (3) und mit diesem fest sowie dicht verbunden ausgebildet ist.
Schmierölfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Merkmale – der Zentrifugen-Verbindungskanal (15) liegt innerhalb eines, die Zentrifuge (8) innerhalb des Deckels (2) umgreifenden, becherförmigen Einsatzteiles (16), – der Boden des Einsatzteiles (16) grenzt an den Boden des ebenfalls becherförmig ausgebildeten Deckels (2) in einem Bereich an, in den ein axiales Ende der Zentrifugen-Drehachse (9) eingreift und dadurch Schmieröl aus dem Verbindungskanal (15) aufnehmen kann, – ein offener Randbereich des becherförmigen Einsatzes (16) grenzt an den Zentrifugen-Zuführkanal (11) für eine Aufnahme von Schmieröl aus diesem Zuführkanal (11) in den Verbindungskanal (15) an.
Schmierölfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand fest mit dem Deckel (2) verbunden ist.
Schmierölfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (2) über in diesem und in dem Gehäuse (1) vorgesehene, komplementäre Gewinde mit dem Gehäuse (1) dicht verschraubbar ist.
Schmierölfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (2) mittels einer, an einem Ringflansch des Deckels (2) angreifenden Überwurfmutter (25) mit dem Gehäuse (1) verschraubbar ist.