DE102018209671A1 - Filter device, in particular gear oil filter - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung (1), umfassend ein Filtergehäuse (2) und ein gefaltetes Filtermedium (6) mit Falten einer Faltenhöhe (h) und einer Faltenteilung (t), wobei das Filtergehäuse (2) einen Innenraum (5) mit einer Raumhöhe (H) und das Filtermedium (6) in dem Innenraum (5) angeordnet ist.Es wird vorgeschlagen, dass der Innenraum (5) eine veränderliche Raumhöhe (H, H1, H2) aufweist und dass die Faltenhöhe (h, h1, h2) an die Raumhöhe (H, H1, H2) angepasst ist.The invention relates to a filter device (1), comprising a filter housing (2) and a folded filter medium (6) with folds of a fold height (h) and a fold division (t), the filter housing (2) having an interior (5) with a room height (H) and the filter medium (6) is arranged in the interior (5). It is proposed that the interior (5) have a variable room height (H, H1, H2) and that the pleat height (h, h1, h2) is adapted to the room height (H, H1, H2).
Description
Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a filter device according to the preamble of
Durch die
Durch die
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Filtereinrichtung der eingangs genannten Art weiter zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf den beanspruchten Bauraum.An object of the invention is to further improve a filter device of the type mentioned at the outset, in particular with regard to the space required.
Die Erfindung umfasst die Merkmale des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention comprises the features of
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Innenraum des Filtergehäuses eine veränderliche Raumhöhe aufweist und dass das Filtermedium im eingebauten Zustand bezüglich der Faltenhöhe an die Raumhöhe angepasst ist, d. h. die Faltenhöhe ist ebenfalls variabel und korreliert mit der Raumhöhe. Eingebaut in das Filtergehäuse weist das Filtermedium somit eine inhomogene Faltung auf. Mit der erfindungsgemäßen Kombination wird der Vorteil erreicht, dass der für den Einbau zur Verfügung stehende Innenraum des Filtergehäuses weitest gehend durch ein gefaltetes Filtermedium, auch plissiertes Filtermedium genannt, ausgenutzt wird. Wenn also aus baulichen oder strömungstechnischen Gründen kein Filtergehäuse mit konstanter, sondern mit veränderlicher Raumhöhe, also entweder zunehmender oder abnehmender oder sowohl zunehmender als auch abnehmender Bauhöhe vorgegeben ist, so kann dennoch ein gefaltetes Filtermedium verwendet werden, indem die Faltenhöhe an die veränderliche Raumhöhe angepasst wird. Damit bleibt der Vorteil eines gefalteten Filtermediums, nämlich eine vergrößerte Filterfläche erhalten.According to the invention, it is provided that the interior of the filter housing has a variable room height and that the filter medium in the installed state is adapted to the room height with respect to the pleat height, ie. H. the fold height is also variable and correlates with the room height. Installed in the filter housing, the filter medium thus has an inhomogeneous fold. With the combination according to the invention, the advantage is achieved that the interior space of the filter housing available for installation is largely used by a folded filter medium, also called pleated filter medium. If, for structural or fluidic reasons, there is no filter housing with a constant but variable room height, i.e. either increasing or decreasing or both increasing and decreasing overall height, a folded filter medium can still be used by adapting the pleat height to the changing room height , This retains the advantage of a pleated filter medium, namely an enlarged filter area.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Faltenhöhe geringer als die Raumhöhe, sodass ein freier Strömungsquerschnitt zwischen dem Filtergehäuse und dem Filtermedium belassen ist. Einerseits wird hierdurch auf der Anströmseite des Filtermediums ein Verteilraum für das zuströmende Fluid geschaffen, andererseits aber auch auf der Abströmseite des Filtermediums ein Sammelraum für des abströmende Fluid.According to a preferred embodiment, the pleat height is less than the room height, so that a free flow cross section is left between the filter housing and the filter medium. On the one hand, this creates a distribution space for the inflowing fluid on the inflow side of the filter medium, and on the other hand also creates a collection space for the outflowing fluid on the outflow side of the filter medium.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Veränderung der Faltenhöhe, d. h. die Anpassung an die Raumhöhe, durch Auseinanderziehen des gefalteten Filtermediums - nach Art einer Ziehharmonika - erreicht. Ausgangsprodukt für das Filtermedium ist hier ein vor der Montage homogen gefaltetes Filtermedium, auch plissierte Filterbahn genannt, d. h. mit einer konstanten Faltenhöhe und einer konstanten Faltenteilung, wobei die gewählte Faltenhöhe des Ausgangsproduktes der maximalen Raumhöhe des Filtergehäuses - respektive des freien Strömungsquerschnittes - entspricht. Durch gezieltes Auseinanderziehen oder Aufweiten der homogen gefalteten Filterbahn können die Faltenhöhe, lokal begrenzt oder kontinuierlich, verringert und damit gleichzeitig die Faltenteilung, welche dem Abstand der Faltenkanten in Aufweitrichtung entspricht, vergrößert werden.According to a further preferred embodiment, the change in the fold height, i. H. adaptation to the room height by pulling apart the folded filter medium - in the manner of an accordion. The starting product for the filter medium is a filter medium that is folded homogeneously before assembly, also called pleated filter web, i.e. H. with a constant pleat height and a constant pleat division, the selected pleat height of the starting product corresponding to the maximum room height of the filter housing - or the free flow cross-section. By deliberately pulling apart or widening the homogeneously pleated filter web, the pleat height can be reduced locally or continuously, and at the same time the pleat pitch, which corresponds to the distance between the pleat edges in the flare direction, can be increased.
In einer hierzu alternativen, fertigungstechnisch aber anspruchsvolleren Ausführungsform weist das Filtermedium bereits im Ausgangszustand - also vor der Montage im Filtergehäuse - eine inhomogene Faltenhöhe auf, sodass in Zuge der Montage die vor der Montage zusammengefaltete Filterbahn auch derart auseinandergezogen werden kann, dass sich im montierten Zustand eine konstante Faltenteilung ergibt.In an alternative, but technically more demanding embodiment, the filter medium already has an inhomogeneous pleat height in the initial state - i.e. before installation in the filter housing - so that during assembly, the filter web folded up before installation can also be pulled apart in such a way that results in a constant fold division when assembled.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Filtermedium durch ein Stützgitter oder ein Stützgewebe verstärkt. Damit wird erreicht, dass das an sich weiche Filtermedium trotz des Strömungsdruckes bzw. des Druckabfalls seine Form und Position im Filtergehäuse beibehält. Das Stützgitter, welches vorzugsweise auf der Abströmseite des Filtermediums angeordnet ist, hat primär eine stützende Funktion und weist daher eine hinreichende Biegesteifigkeit bei einer relativ hohen Durchlässigkeit (Gitterstruktur) auf. Es kann aus Kunststoff oder auch aus Metall herstellt werden. Das Stützgewebe hat neben der abstützenden Funktion auch eine Abscheide- oder Filterfunktion, insbesondere für gröbere Partikel im Fluid. Schließlich kann durch das Stützgitter auch eine Beeinflussung der Fluidströmung bewirkt werden.According to a further preferred embodiment, the filter medium is reinforced by a support grid or a support fabric. This ensures that the filter medium, which is soft per se, maintains its shape and position in the filter housing despite the flow pressure or the pressure drop. The support grid, which is preferably arranged on the outflow side of the filter medium, has primarily a supporting function and therefore has sufficient flexural rigidity with a relatively high permeability (grid structure). It can be made of plastic or metal. In addition to the supporting function, the supporting fabric also has a separating or filtering function, in particular for coarser particles in the fluid. Finally, the support flow can also influence the fluid flow.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen das Stützgitter oder das Stützgewebe die gleiche Faltenteilung wie das Filtermedium auf. Damit wird eine stabile Abstützung erreicht, weil die Faltenkanten von Filterbahn und Stützgitter/- gewebe formschlüssig ineinandergreifen und sich zentrieren.According to a further preferred embodiment, the support grid or the support fabric have the same fold division as the filter medium. A stable support is achieved because the fold edges of the filter web and support grid / mesh interlock positively and center.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen das Stützgitter oder das Stützgewebe die gleiche Faltenhöhe wie die Filterbahn oder eine gegenüber der Filterbahn ungleiche Faltenhöhe auf. Damit ergeben sich weitere Möglichkeiten, die Abstützung des Filtermediums und die Beeinflussung der Strömung zu variieren.According to a further preferred embodiment, the support grid or the supporting fabric have the same fold height as the filter web or a fold height that is unequal to the filter web. This opens up further possibilities for varying the support of the filter medium and influencing the flow.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Raumhöhe innerhalb des Filtergehäuses beliebig veränderlich sein, also entweder stetig ansteigend oder stetig abnehmend oder zu- und abnehmend. Eine homogen gefaltete Filterbahn, das Ausgangsprodukt, kann an diese unterschiedlichen Raumhöhen kontinuierlich oder partiell durch Auseinanderziehen angepasst werden. Damit ist immer die zur Verfügung stehende Raumhöhe innerhalb des Filtergehäuses durch eine angepasste Faltenhöhe des gefalteten Filtermediums ausgenutzt, wobei - wie erwähnt - zu beiden Seiten des Filtermediums ein freier Strömungsquerschnitt verbleiben sollte. Die Veränderung der Faltenhöhe kann auch gezielt zur Beeinflussung der Strömung, z. B. zur Beschleunigung oder zur Verzögerung der Strömung genutzt werden.According to a further preferred embodiment, the room height within the filter housing can be varied as desired, that is to say either continuously increasing or continuously decreasing or increasing and decreasing. A homogeneously folded filter sheet, the starting product, can be continuously or partially adapted to these different room heights by pulling it apart. This means that the available room height within the filter housing is always used by an adjusted pleat height of the folded filter medium, whereby - as mentioned - a free flow cross section should remain on both sides of the filter medium. The change in the fold height can also be targeted to influence the flow, for. B. can be used to accelerate or decelerate the flow.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nimmt die Faltenteilung mit abnehmender Faltenhöhe zu oder mit zunehmender Faltenhöhe ab. Mit anderen Worten: Die Faltendichte ist direkt proportional zur Faltenhöhe, was sich aus dem Herstellverfahren durch Auseinanderziehen ergibt.According to a further preferred embodiment, the fold division increases with decreasing fold height or decreases with increasing fold height. In other words, the fold density is directly proportional to the fold height, which results from the manufacturing process by pulling apart.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Filtergehäuse eine Zuströmöffnung und eine Abströmöffnung auf, wobei die Zuströmöffnung in Strömungsverbindung mit der Anströmseite des Filtermediums und die Abströmöffnung mit der Abströmseite des Filtermediums in Strömungsverbindung stehen. Das Filtermedium ist also auf der Strömungsstrecke zwischen Zu- und Abströmöffnung angeordnet.According to a further preferred embodiment, the filter housing has an inflow opening and an outflow opening, the inflow opening being in flow connection with the inflow side of the filter medium and the outflow opening being in flow connection with the outflow side of the filter medium. The filter medium is thus arranged on the flow path between the inflow and outflow opening.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform mündet die Zuströmöffnung in einen als Schmutzraum bezeichneten Teilraum des Filtergehäuses, während die Abströmöffnung mit einem als Reinraum bezeichneten weiteren Teilraum des Filtergehäuses in Verbindung steht. Schmutz- und Reinraum sind durch das gefaltete Filtermedium derart getrennt, dass die gesamte über die Zuströmöffnung zugeführte Fluidmenge, vorzugsweise ein Getriebeöl, das gefaltete Filtermedium passieren muss. Der Ölstrom kann auch geteilt und über Haupt- und Nebenstromfilter geleitet werden.According to a further preferred embodiment, the inflow opening opens into a subspace of the filter housing called a dirt space, while the outflow opening communicates with a further subspace of the filter housing called clean room. Dirt and clean room are separated by the folded filter medium in such a way that the entire amount of fluid supplied via the inflow opening, preferably a gear oil, must pass through the folded filter medium. The oil flow can also be divided and passed through the main and bypass filters.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Filtermedium mit inhomogener Plissierung randseitig direkt oder mittelbar im Filtergehäuse befestigt und abgedichtet. Der Begriff „mittelbar“ bedeutet hier, dass das Filtermedium - und gegebenenfalls auch ein Stützgitter - in einem Hilfsrahmen angeordnet und zu einem Filtermodul konfektioniert sein kann, wobei das Filtermodul in das Filtergehäuse eingesetzt wird. Damit sind die Anström- und die Abströmseite des Filtermediums voneinander getrennt.According to a further preferred embodiment, the filter medium with inhomogeneous pleating is attached and sealed at the edge directly or indirectly in the filter housing. The term “indirect” here means that the filter medium - and possibly also a support grid - can be arranged in an auxiliary frame and made up into a filter module, the filter module being inserted into the filter housing. This separates the inflow and outflow sides of the filter medium.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Filtereinrichtung als Saugfilter ausgebildet, d. h. die Filtereinrichtung ist auf der Saugseite oder in Strömungsrichtung gesehen vor einer Pumpe, insbesondere einer Getriebeölpumpe angeordnet. Damit gelangt das gereinigte Öl direkt in die Pumpe, wodurch deren Verschleiß vermindert oder vorgebeugt wird.According to a further preferred embodiment, the filter device is designed as a suction filter, i. H. the filter device is arranged on the suction side or in the flow direction in front of a pump, in particular a transmission oil pump. This means that the cleaned oil gets directly into the pump, which reduces or prevents wear.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Filtereinrichtung als Getriebeölfilter betreibbar. Das gefaltete Filtermedium, welches z. B. aus einem handelsüblichen Vlies bestehen kann, ist besonders vorteilhaft für die Filterung von Getriebeöl, welches sowohl zur Schmierung und Kühlung von Zahnrädern und Lagerstellen des Getriebes als auch für die Schalthydraulik, das Befüllen und Entleeren von Schaltelementen verwendet wird.According to a further preferred embodiment, the filter device can be operated as a transmission oil filter. The folded filter medium, which, for. B. can consist of a commercially available fleece, is particularly advantageous for the filtering of gear oil, which is used both for lubrication and cooling of gears and bearings of the transmission and for the switching hydraulics, filling and emptying switching elements.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Getriebeölfilter innerhalb einer Ölwanne des Getriebes, insbesondere eines Automatgetriebes für Kraftfahrzeuge angeordnet, vorzugsweise in die Ölwanne integriert. Die Ölwanne befindet sich - geodätisch gesehen - unterhalb des Getriebes, und der erfindungsgemäße Getriebeölfilter ist im unteren Bereich der Ölwanne angeordnet, so dass das Getriebeöl aus dem unteren Bereich der Ölwanne über die Getriebeölpumpe angesaugt wird. Der erfindungemäße Getriebeölfilter kann, z. B. durch eine veränderliche Bauhöhe an die Geometrie der Ölwanne angepasst und somit raumsparend in der Ölwanne untergebracht werden. Als besonders vorteilhaft und raumsparend hat sich dabei eine keilförmige Bauform mit kontinuierlich in Strömungsrichtung zunehmender Raumhöhe erwiesen. Der Getriebeölfilter kann jedoch auch als separate Filtereinheit außerhalb der Ölwanne angeordnet sein.According to a further preferred embodiment, the transmission oil filter is inside an oil pan of the transmission, in particular one Automatic transmission for motor vehicles arranged, preferably integrated in the oil pan. The oil pan is - geodetically speaking - below the transmission, and the transmission oil filter according to the invention is arranged in the lower region of the oil pan, so that the transmission oil is sucked in from the lower region of the oil pan via the transmission oil pump. The transmission oil filter according to the invention can, for. B. adapted to the geometry of the oil pan by a variable height and thus be accommodated in the oil pan to save space. A wedge-shaped design with a room height that increases continuously in the direction of flow has proven to be particularly advantageous and space-saving. However, the transmission oil filter can also be arranged as a separate filter unit outside the oil pan.
In einer hierzu alternativen Ausführungsform kann der Getriebeölfilter auch in einem anderen Innenraumbereich des Getriebegehäuses angeordnet sein, der dem Ölsumpf des Getriebes zugeordnet ist. Bei einer derartigen Anordnung ist übelicherweise das hydraulische Steuergerät des Getriebes räumlich gesehen seitlich am Getriebegehäuse angeordnet und von einer räumlich gesehen ebenfalls seitlich am Getriebegehäuse angeordneten Ölwanne abgedeckt, wohingegen sich der Ölsumpf des Getriebes, in den die Saugseite der Filtereinrichtung eintaucht, geodätisch gesehen im unteren Innenraumbereich des Getriebegehäuses befindet und von dem Getriebegehäuse seitlich und nach unten hin begrenzt wird. Der erfindungsgemäße Getriebeölfilter kann durch eine veränderliche Bauhöhe perfekt an die Innenkontur desjenigen Getriebegehäuseabschnitts angepasst werden, der den Ölsumpf des Getriebes begrenzt.In an alternative embodiment to this, the transmission oil filter can also be arranged in another interior area of the transmission housing which is assigned to the oil sump of the transmission. With such an arrangement, the hydraulic control unit of the transmission is spatially arranged laterally on the transmission housing and covered by an oil pan, also spatially arranged on the side of the transmission housing, whereas the oil sump of the transmission, into which the suction side of the filter device is immersed, is geodetically seen in the lower interior area of the gear housing and is limited laterally and downwards by the gear housing. The gear oil filter according to the invention can be perfectly adapted to the inner contour of the gear housing section that limits the oil sump of the gear by a variable overall height.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
-
1 eine Filtereinrichtung mit inhomogen gefaltetem Filtermedium, -
2 das Filtermedium mit einem Stützgitter und -
3 das Filtermedium mit einer weiteren Ausführungsform eines Stützgitters.
-
1 a filter device with inhomogeneously folded filter medium, -
2 the filter medium with a support grid and -
3 the filter medium with a further embodiment of a support grid.
Das Filtergehäuse
Die Kontur des Filtergehäuses kann auch von der in der Zeichnung dargestellten Kontur abweichen, beispielsweise kann die Raumhöhe alternierend zu- und abnehmen.The contour of the filter housing can also deviate from the contour shown in the drawing, for example the room height can alternately increase and decrease.
Die bevorzugt als Getriebeölfilter verwendete Filtereinrichtung
Das Filtermedium
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Filtereinrichtungfiltering device
- 22
- Filtergehäusefilter housing
- 2a2a
- Unterseitebottom
- 2b2 B
- Oberseitetop
- 33
- Zuströmöffnunginflow
- 44
- Abströmöffnungoutflow
- 55
- Innenrauminner space
- 5a5a
- Schmutzraumdirty room
- 5b5b
- Reinraumcleanroom
- 66
- Filtermedium/Filterbahn (plissiert)Filter medium / filter web (pleated)
- 6a6a
- Randbereichborder area
- 6b6b
- Randbereich border area
- 1111
- Filtereinrichtungfiltering device
- 1212
- Filtergehäusefilter housing
- 12a12a
- Bodenground
- 12b12b
- Deckelcover
- 1616
- plissierte Filterbahnpleated filter sheet
- 16a16a
- Anströmseiteinflow
- 16b16b
- Abströmseiteoutflow
- 1717
- Stützgitter/Stützgewebe Support grid / supporting tissue
- 2121
- Filtereinrichtungfiltering device
- 2222
- Filtergehäusefilter housing
- 2626
- plissierte Filterbahnpleated filter sheet
- 26a26a
- Anströmseiteinflow
- 26b26b
- Abströmseiteoutflow
- 2727
- Stützgitter/Stützgewebe Support grid / supporting tissue
- AA
- Austrittspfeilexit arrow
- a, ba, b
- Hilfslinienguides
- Ee
- Eintrittspfeiladmission arrow
- HH
- Raumhöhe (allgemein)Room height (general)
- H1, H2H1, H2
- Werte für RaumhöheValues for room height
- hH
- Faltenhöhe (allgemein)Pleat height (general)
- h1, h2h1, h2
- Werte für FaltenhöheWrinkle height values
- hF h F
- Faltenhöhe FilterbahnPleat height filter web
- hS h p
- Faltenhöhe StützgitterFold height support grid
- ss
- freier Strömungsquerschnittfree flow cross section
- tt
- Faltenteilung (allgemein)Wrinkle division (general)
- t1, t2t1, t2
- Werte für FaltenteilungWrinkle division values
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 19731766 B4 [0002]DE 19731766 B4 [0002]
- DE 102016005157 A1 [0003]DE 102016005157 A1 [0003]
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