DE102008050624A1 - Ventil zur Rückflussverhinderung für einen Ölfilter - Google Patents
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Abstract
Description
- Technisches Gebiet
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil zur Rückflussverhinderung zur Verwendung in einem Ölfilter.
- Hintergrund der Erfindung
- Flüssigkeitsfilter, wie zum Beispiel ein Brennkraftmaschinenölfilter, können ein Ventil zur Rückflussverhinderung verwenden, das dazu dient, ein Abfließen von Öl während des Abschaltens von den Durchlässen in der Brennkraftmaschine zu verhindern, wodurch eine Schutzmaßnahme gegen Geräuschemission von Komponenten, beispielsweise Ventiltriebkomponenten, während eines Neustarts der Brennkraftmaschine vorgesehen wird. Neu hergestellte Brennkraftmaschinen werden im Allgemeinen durch einen der von der Brennkraftmaschine ausgebildeten Durchlässe (d. h. Fülldurchlass) mit Öl versorgt, um Schnittstellen zu schmieren und der Ölpumpe der Brennkraftmaschine für ein Vorbereiten bzw. Vorfällen der Ölpumpe vor dem Starten der Brennkraftmaschine Öl zu liefern. Der Fülldurchlass pflegt stromabwärts des Ölfilters angeordnet zu sein, während die Ölpumpe stromaufwärts von dem Ölfilter angeordnet zu sein pflegt, und somit pflegt das Ventil zur Rückflussverhinderung in dem Ölfilter Ölstrom zu der Ölpumpe zu beschränken, wodurch die zum Füllen der Ölpumpe erforderliche Zeit langer wird. Somit kann ein Filter ohne ein Ventil zur Rückflussverhinderung eingebaut werden, um zu ermöglichen, dass eine adäquate Menge von Öl die Ölpumpe erreicht, um das Vorfällen der Ölpumpe während des Füllbetriebs zu verbessern.
- Kurzdarlegung der Erfindung
- Es wird eine Vorrichtung zur Rückflussverhinderung für eine Ölfilteranordnung vorgesehen. Die Vorrichtung zur Rückflussverhinderung umfasst ein Ventil zur Rückflussverhinderung, das aus einem Elastomermaterial gebildet ist und dazu dient, selektiv Rückfluss durch die Ölfilteranordnung zu beschränken. Das Ventil zur Rückflussverhinderung ist im Allgemeinen kegelstumpfförmig und umfasst mindestens ein Entlastungsventil zum selektiven Öffnen bei Vorliegen eines vorbestimmten Drucks, um Rückfluss durch die Ölfilteranordnung zu ermöglichen.
- Es wird auch eine Ölfilteranordnung für eine Brennkraftmaschine vorgesehen. Die Brennkraftmaschine bildet erste und zweite Öldurchlässe in Verbindung mit der Ölfilteranordnung aus. Die Ölfilteranordnung umfasst ein Ventil zur Rückflussverhinderung, das in der Ölfilteranordnung angeordnet ist und dazu dient, den Ölstrom von dem ersten Öldurchlass im Wesentlichen zu beschränken, wenn die Druckdifferenz zwischen dem ersten Öldurchlass und dem zweiten Öldurchlass unter einem vorbestimmten Wert liegt. Das Ventil zur Rückflussverhinderung umfasst mindestens ein Entlastungsventil, das so betrieben werden kann, dass es selektiv öffnet, um den Ölstrom von dem ersten Öldurchlass zu ermöglichen, wenn die Druckdifferenz zwischen dem ersten Öldurchlass und dem zweiten Öldurchlass größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ist.
- Die vorstehenden Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen ohne Weiteres aus der folgenden eingehenden Beschreibung der besten Methoden zum Ausführen der Erfindung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen hervor.
- Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine schematische Schnittansicht einer Ölfilteranordnung, die ein Ventil zur Rückflussverhinderung enthält; und -
2 ist eine schematische Unteransicht des Ventils zur Rückflussverhinderung von1 , welche mehrere Entlastungsventile zeigt, die in das Ventil zur Rückflussverhinderung integriert sind. - Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
- Unter Bezug auf die Zeichnungen, bei denen in den mehreren Figuren gleiche Bezugszeichen durchwegs gleichen oder ähnlichen Komponenten entsprechen, zeigt
1 einen Ölfilter10 zum Filtern des in einer Brennkraftmaschine12 verwendeten Schmieröls. Die Brennkraftmaschine12 umfasst ein Reservoir11 , beispielsweise eine Ölwanne, das zur Aufnahme einer vorbestimmten Ölmenge15 ausgelegt ist. Der Ölfilter10 umfasst einen zylindrischen Behälter13 mit einem geschlossenen Ende14 und einem offenen Ende16 . Das offene Ende16 ist zum Teil von einer Verschlussplatte18 mit einem zentralen Fluidauslass20 und mehreren Fluideinlässen22 , von denen einer in1 gezeigt ist, die radial um den Auslass20 angeordnet sind, verschlossen. Der Auslass20 weist ein Gewinde auf, um mit einem Rohr23 zu greifen, das sich von einem durch die Brennkraftmaschine12 ausgebildeten Öldurchlass24 erstreckt, während die Einlässe22 zu einem Öldurchlass, beispielsweise einer Hauptölleitung25 , welche durch die Brennkraftmaschine12 ausgebildet ist, offen sind und von einer allgemein kreisförmigen Dichtung26 radial nach innen hin angeordnet sind. Die Dichtung26 ist auf einer Platte27 angebracht, deren Außenumfang mit dem offenen Ende16 des Behälters13 zusammengerollt ist, um dadurch an dem Behälter13 befestigt zu sein und auch um die Verschlussplatte18 gegen Bewegung nach außen festzuhalten. Eine Verdrängerpumpe29 ist in Verbindung mit der Hauptölleitung25 vorgesehen und dient dazu, Öl15 unter Druck zum späteren Einleiten in den Ölfilter10 von dem Reservoir11 zu der Hauptölleitung25 zu übermitteln. - Eine zylindrische Filterkartusche
28 ist in dem Behälter13 positioniert und umfasst ein geeignetes Filterelement30 aus einem geeigneten Filtermedium, beispielsweise einem gefalteten papierartigen Medium. Die Außenseite des Filterelements30 ist radial einwärts der zylindrischen Wand des Behälters beabstandet, so dass Öl, das durch die Einlässe22 eintritt, zu der Außenseite der Filterkartusche28 und dann radial nach innen durch das Filterelement30 zu einem hohlen, sich axial erstreckenden Mittelabschnitt31 , der von der Filterkartusche28 ausgebildet ist, und dann zu der Rücklaufleitung23 fließen kann, wo es zu der Hauptölleitung25 übermittelt wird. Die Filterkartusche28 umfasst ferner Endabdeckplatten32 und34 , die über die gegenüberliegenden Enden des Filterelements passen und an diesen dichtend befestigt sind, um dafür Lagerung vorzusehen sowie eine Vorkehrung zum Halten der Filterkartusche28 an Ort und Stelle in dem Behälter13 zu bieten. Die Endabdeckung32 weist eine zentrale Öffnung33 auf, durch die gefiltertes Öl15 zu dem Auslass20 gelangt, während die andere Endabdeckung34 keine Öffnungen durch diese aufweist und mit dem geschlossenen Ende14 des Behälters in Eingriff gebracht werden kann. Ein (nicht gezeigtes) Umgehungsventil, beispielsweise ein vorgespanntes Tellerventil, kann in der Endabdeckung34 vorgesehen werden, um zu ermöglichen, dass Öl15 das Filterelement30 umgeht, falls das Filterelement30 zu stark beschränkt, beispielsweise durch erhöhte Fluidviskosität und/oder durch Ansammlung von Verunreinigungen. - Um zu verhindern, dass Öl
15 infolge unzureichenden Drucks in der Hauptölleitung25 , beispielsweise infolge einer Unterbrechung des Betriebs der Ölpumpe29 , durch die Einlässe22 abfließt, ist ein Ventil zur Rückflussverhinderung26 vorgesehen, das aus einem Elastomermaterial, beispielsweise Gummi, gebildet ist, das sich zwischen der Endabdeckung32 der Filterkartusche28 und der Verschlussplatte18 befindet. Bei einer solchen Anordnung wird ein Ende der Filterkartusche28 gegen das geschlossene Ende14 des Behälters gehalten und das Ventil zur Rückflussverhinderung36 wird dichtend zwischen der Endabdeckung32 und der Verschlussplatte18 gehalten. - Das Ventil zur Rückflussverhinderung
36 hat einen ringförmigen Körper38 , der zwischen der Verschlussplatte18 und der Endabdeckung32 der Filterkartusche angeordnet werden kann. Der Körper38 hat eine zentrale Öffnung40 , durch die das Öl15 zu dem Auslass20 strömen kann. Die Verschlussplatte18 ist mit einem sich nach innen erstreckenden ringförmigen Flansch oder Kragen42 um den Auslass20 versehen, welcher so in die Öffnung40 passt, dass das Ventil zur Rückflussverhinderung36 mit der Verschlussplatte18 koaxial positioniert wird. Der Körper38 weist zusätzlich einen sich axial erstreckenden ringförmigen Kragen44 in Eingriff mit der zentralen Öffnung33 der Endabdeckung32 der Filterkartusche28 auf, um eine koaxiale Beziehung zwischen dem Ventil zur Rückflussverhinderung36 und der Filterkartusche28 vorzusehen. Zudem weist der ringförmige Kragen44 eine sich radial nach innen erstreckende ringförmige Rippe48 zum abdichtenden Greifen einer gleichmäßigen Schulter49 , die an dem Ende des Rohrs23 ausgebildet ist, auf. - Unter weiterer Beschreibung des Aufbaus des Ventils zur Rückflussverhinderung
36 weist der Körper38 einen nachgiebigen, radial und axial nach außen hin ringförmigen Ventilabschnitt50 in Form eines Kegelstumpfs mit einer Lippe52 an seinem Außenumfang auf. Die Lippe52 liegt bei Fehlen von Öldruck in der Hauptölleitung25 normalerweise an der Verschlussplatte18 radial außerhalb der Einlässe22 an. Dadurch verhindert sie, dass in dem Ölfilter10 enthaltendes Öl15 und damit der Öldurchlass24 durch die Einlässe22 abfließt und nachfolgend zu dem Sumpf11 entleert wird. Der Ventilabschnitt50 weitet sich axial nach außen und ist nachgiebig, um die Verschlussplatte18 als Reaktion auf Druck an den Einlässen22 infolge des Betriebs der Ölpumpe29 abzuheben, um ein Strömen zu der Filterkartusche28 zu ermöglichen. - Unter Bezug auf
2 wird eine Unteransicht des Ventils zur Rückflussverhinderung36 gezeigt, die mehrere Entlastungsventile56 veranschaulicht, die als darin ausgebildete Schlitze oder Einschnitte gebildet sind und sich allgemein radial nach außen entlang des ringförmigen Ventilabschnitts50 erstrecken. Die Entlastungsventile56 bildenden Schlitze können andere Formen aufweisen, beispielsweise Sternformen, Kreuzformen, oder können Schlitze sein, die sich allgemein um den Umfang erstrecken. Der Fachmann wird erkennen, dass jede an dem Ventil zur Rückflussverhinderung56 vorgesehene Einschnitt- oder Schlitzkonfiguration, die sich als Reaktion auf eine Druckdifferenz öffnet, verwendet werden kann, solange sie innerhalb des beanspruchten Schutzumfangs bleibt. Zusätzlich können die Entlastungsventile56 geformte Merkmale sein, die an dem ringförmigen Ventilabschnitt50 ausgebildet sind, wie zum Beispiel Rückschlagluftklappen. Die Entlastungsventile56 erstrecken sich vollständig durch den ringförmigen Ventilabschnitt50 . Wie in2 gezeigt, sind sechs Entlastungsventile56 gleichmäßig um den Umfang des ringförmigen Ventilabschnitts50 herum beabstandet; der Fachmann wird jedoch erkennen, dass größere oder weniger Entlastungsventile56 und alternative Beabstandungsmodelle verwendet werden können, solange diese innerhalb des beanspruchten Schutzumfangs bleiben. Die Entlastungsventile56 können selektiv als Reaktion auf eine vorbestimmte Druckdifferenz zwischen dem Öldurchlass24 und der Hauptölleitung25 geöffnet werden, wie in1 gezeigt wird. - Der Betrieb des Ölfilters wird unter Bezug auf
1 und2 ausführlicher erläutert. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine12 arbeitet die Ölpumpe29 , um der Hauptölleitung25 Öl15 unter Druck zuzuführen, wo es anschließend zu den Einlässen22 geleitet wird. Das Öl15 durchquert die Einlässe22 und spannt den ringförmigen Ventilabschnitt50 des Ventils zur Rückflussverhinderung36 weg von der Verschlussplatte18 vor, so dass das Öl15 in den Behälter13 strömen kann. Das Öl15 wird durch die Filterkartusche28 gedrückt, wo Verunreinigungen, wie zum Beispiel Partikel, vor Zuführen zu dem Mittelabschnitt31 entfernt werden, wo das Öl15 über das Rohr23 in den Öldurchlass24 eingeleitet wird, um einen zuverlässigen Betrieb der Brennkraftmaschine12 zu ermöglichen. Beim Abschalten der Brennkraftmaschine12 wird der Betrieb der Ölpumpe29 unterbrochen, so dass der Druck in der Hauptölleitung25 im Wesentlichen Null beträgt. Dadurch spannt das in dem Öldurchlass24 und dem Ölfilter verbleibende Öl15 den ringförmigen Abschnitt50 des Ventils zur Rückflussverhinderung36 gegen die Verschlussplatte18 vor, wodurch der Gegenstrom oder Rückfluss von Öl15 durch die Einlässe22 blockiert wird. Dies ist wünschenswert, da eine Menge an Öl15 in der Brennkraftmaschine12 verbleibt, um Komponenten, wie zum Beispiel Ventiltriebkomponenten, beim Neustart der Brennkraftmaschine12 Schmierung und hydraulische Steuerung zu bieten. - In einigen Fällen, beispielsweise beim Füllen einer neu hergestellten Brennkraftmaschine mit Öl
15 , kann es vorteilhaft sein, die Brennkraftmaschine12 mit Öl unter Druck durch einen nicht gezeigten Fülldurchlass zu füllen, der mit dem Öldurchlass24 in Verbindung steht, um eine Menge von Öl15 für Komponenten der Brennkraftmaschine12 vorzusehen, sowie Öl15 vorzusehen, um zum Vorfüllen der Ölpumpe29 beizutragen. Durch Liefern von mit Druck beaufschlagtem Öl15 zu dem Durchlass24 bei Fehlen von Druck in der Hauptölleitung25 wird Öl15 von dem Öldurchlass24 zu dem Mittelabschnitt31 der Filterkartusche28 gedrückt. Das Öl15 wird durch das Filterelement30 gedrückt, wo es das Ventil zur Rückflussverhinderung36 aktiviert. Wenn der Druck des Öls15 , das auf den ringförmigen Ventilabschnitt50 des Ventils zur Rückflussverhinderung36 wirkt, über einen vorbestimmten Wert steigt, erzwingt das Öl15 das Öffnen der Entlastungsventile46 , was Öl15 von dem Behälter13 durch die Einlässe22 und in die Hauptölleitung25 strömen lässt. Nachfolgend wird das Öl15 zu der Ölpumpe29 eingeleitet, wo es das Vorfüllen der Ölpumpe29 fördert. Der vorbestimmte Druckpegel ist größer als der auf das Ventil zur Rückflussverhinderung36 ausgeübte Staudruck bei Abschalten der Brennkraftmaschine; deshalb ist das Ventil zur Rückflussverhinderung immer noch in der Lage, eine Menge von Öl15 in der Brennkraftmaschine12 zu halten, um den Betrieb der Brennkraftmaschine12 und den Neustart zu verbessern. Zusätzlich entfällt durch Vorsehen von Entlastungsventilen56 in dem Ventil zur Rückflussverhinderung36 die Notwendigkeit, einen Ölfilter ohne Ventil zur Rückflussverhinderung36 einzubauen, um das Vorfüllen der Ölpumpe29 während eines Füllvorgangs der Brennkraftmaschine im Montagewerk zu ermöglichen. - Während die besten Methoden zum Ausführen der Erfindung eingehend beschrieben wurden, wird der Fachmann, den diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Auslegungen und Ausführungsformen zum Umsetzen der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.
Claims (11)
- Ölfilteranordnung für eine Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine erste und zweite Öldurchlässe in Verbindung mit der Ölfilteranordnung ausbildet, wobei die Ölfilteranordnung umfasst: ein Ventil zur Rückflussverhinderung, das in der Ölfilteranordnung angeordnet ist und dazu dient, im Wesentlichen den Ölstrom von dem ersten Öldurchlass zu beschränken, wenn eine Druckdifferenz zwischen dem ersten Öldurchlass und dem zweiten Öldurchlass unter einem vorbestimmten Wert liegt; und wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung mindestens ein Entlastungsventil umfasst, das so betrieben werden kann, dass es selektiv öffnet, um das Strömen von Öl von dem ersten Öldurchlass zu ermöglichen, wenn die Druckdifferenz zwischen dem ersten Öldurchlass und dem zweiten Öldurchlass größer als oder gleich dem vorbestimmten Wert ist.
- Ölfilteranordnung nach Anspruch 1, wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung aus einem Elastomermaterial gebildet ist und wobei das mindestens eine Entlastungsventil ein geformtes Merkmal ist, das auf dem Ventil zur Rückflussverhinderung ausgebildet ist.
- Ölfilteranordnung nach Anspruch 1, wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung allgemein kreisförmig ist und wobei das mindestens eine Entlastungsventil ein Schlitz ist, der sich allgemein radial nach außen erstreckt.
- Ölfilteranordnung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: einen allgemein zylindrischen Behälter mit einem offenen Ende; eine Verschlussplatte, die zum Schließen des offenen Endes des allgemein zylindrischen Behälters dient und einen zentral befindlichen Auslass und mehrere Fluideinlässe, die radial um den Auslass angeordnet sind, ausbildet; wobei der Auslass in Verbindung mit dem ersten Öldurchlass steht und die mehreren Fluideinlässe in Verbindung mit dem zweiten Öldurchlass stehen; ein Filterelement, das in dem allgemein zylindrischen Behälter angeordnet ist; und wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung zwischen dem Filterelement und der Verschlussplatte angeordnet ist.
- Ölfilteranordnung nach Anspruch 4, wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung so betrieben werden kann, dass es die mehreren Fluideinlässe selektiv absperrt.
- Vorrichtung zur Rückflussverhinderung für eine Ölfilteranordnung umfassend: ein aus einem Elastomermaterial gebildetes Ventil zur Rückflussverhinderung, das so betrieben werden kann, dass es selektiv den Rückfluss durch die Ölfilteranordnung beschränkt; wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung allgemein kegelstumpfförmig ist; und wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung mindestens ein Entlastungsventil zum selektiven Öffnen bei Vorliegen eines vorbestimmten Drucks umfasst, um einen Rückfluss durch die Ölfilteranordnung zu ermöglichen.
- Vorrichtung zur Rückflussverhinderung nach Anspruch 6, wobei das mindestens eine Entlastungsventil mindestens einen Schlitz umfasst, der sich allgemein radial nach außen erstreckt.
- Ölfilteranordnung für eine Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine erste und zweite Öldurchlässe in Verbindung mit der Ölfilteranordnung ausbildet und wobei der zweite Öldurchlass in Verbindung mit einer Ölpumpe steht, die so betrieben werden kann, dass sie selektiv den zweiten Öldurchlass mit Druck beaufschlagt, wobei die Ölfilteranordnung umfasst: ein in der Ölfilteranordnung angeordnetes Ventil zur Rückflussverhinderung, das so betrieben werden kann, das es den Ölstrom von dem ersten Öldurchlass im Wesentlichen beschränkt, wenn die Druckdifferenz zwischen dem ersten Öldurchlass und dem zweiten Öldurchlass unter einem vorbestimmten Wert liegt; wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung mehrere Entlastungsventile ausbildet, die so betrieben werden können, dass sie selektiv öffnen, um den Ölstrom von dem ersten Öldurchlass zu ermöglichen, wenn die Druckdifferenz zwischen dem ersten Öldurchlass und dem zweiten Öldurchlass größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ist; einen allgemein zylindrischen Behälter mit einem offenen Ende; eine Verschlussplatte, die zum Schließen des offenen Endes des allgemein zylindrischen Behälters dient und einen zentral befindlichen Auslass und mehrere Fluideinlässe ausbildet, die radial um den Auslass herum angeordnet sind; wobei der Auslass in Verbindung mit dem ersten Öldurchlass steht und die mehreren Fluideinlässen in Verbindung mit dem zweiten Öldurchlass stehen; ein Filterelement, das in dem allgemein zylindrischen Behälter angeordnet ist; und wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung zwischen dem Filterelement und der Verschlussplatte angeordnet ist.
- Ölfilteranordnung nach Anspruch 8, wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung aus einem Elastomermaterial gebildet ist und wobei das mindestens eine Entlastungsventil ein geformtes Merkmal ist, das auf dem Ventil zur Rückflussverhinderung ausgebildet ist.
- Ölfilteranordnung nach Anspruch 8, wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung allgemein kreisförmig ist und wobei das mindestens eine Entlastungsventil ein sich allgemein nach außen erstreckender Schlitz ist.
- Ölfilteranordnung nach Anspruch 8, wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung so betrieben werden kann, dass es die mehreren Fluideinlässe selektiv absperrt.
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