DE10329199A1

DE10329199A1 - Ölfilter eines Verbrennungsmotors eines insbesondere Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE10329199A1
Application number: DE2003129199
Authority: DE
Inventors: Markus Layer
Original assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Current assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Priority date: 2003-06-28
Filing date: 2003-06-28
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2023-06-29
Also published as: DE10329199B4

Abstract

Bei einem Ölfilter für Verbrennungsmotoren von insbesondere Kraftfahrzeugen mit einem Haupt- und Nebenstromfiltereinsatz, bei dem der Nebenstromfilter als eine Filterzentrifuge ausgebildet ist, soll bei fehlendem Zentrifugeneinsatz in dem Ölfilter kein betriebsstörend großer Nebenstrom möglich sein. DOLLAR A Zu diesem Zweck ist der Ölzufluss zu dem Nebenstromfilter ventilgesichert, und zwar derart, dass bei in dem Ölfilter fehlendem Zentrifugeneinsatz kein betriebsstörender Nebenstrom möglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ölfilter eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solches Ölfilter ist bekannt aus DE 44 20 868 C2 .

Bei einem solchen Filter sind das Haupt- und das Nebenstromfilter jeweils als ein austauschbarer Einsatz ausgebildet. Bei einer Wartung des Filters ist es möglich, dass das Filtergehäuse mit lediglich einem Hauptstrom- und fehlendem Nebenstromfilter geschlossen wird. Bei Motorbetrieb bewirkt ein fehlendes Nebenstromfilter einen den Motorbetrieb beeinträchtigenden Abfall des Öldruckes. Dies ergibt sich daraus, dass bei einer gattungsgemäßen Zentrifuge das zentrifugierte Öl durch Drosselbohrungen in einen drucklosen Raum, der beispielsweise das Motorkurbelgehäuse ist, austritt. Die Drosselbohrungen sind derart angeordnet, dass das Öl tangential um die Lagerachse des Zentrifugeneinsatzes austritt, wodurch die Zentrifuge in Rotation versetzt wird. Damit ein für die Ausübung der Rotation ausreichender Druckabfall an den Drosselbohrungen erhalten bleibt, erfolgt die Ölzufuhr in den Zentrifugeneinsatz ungedrosselt über einen relativ großen Einlassströmungsquerschnitt. Bei in dem Filter fehlendem Zentrifugeneinsatz kann das Öl durch diesen großen Einlassquerschnitt ungehindert durch denjenigen Teil des Filtergehäuses hindurch, in dem an sich der Zentrifugeneinsatz sich befinden sollte, in den drucklosen Raum ungehindert abfließen. Die führt zu einem für einen einwandfreien Motorbetrieb unzulässig hohen Öldruckverlust.

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, bei fehlendem Nebenstromfiltereinsatz noch einen funktionsfähigen Betrieb des gattungsgemäßen Ölfilters sicherzustellen.

Gelöst wird dieses Problem durch eine Ausführung eines gattungsgemäßen Filters nach dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Einrichtung vorzusehen, die bei fehlendem Zentrifugeneinsatz zwangsläufig für ein Verschließen der Einlassöffnung sorgt, durch die das Öl bei vorhandenem Zentrifugeneinsatz in dessen Inneres geleitet wird. Diese Einrichtung umfasst ein eine Durchströmung dieser Einlassöffnung sperrendes Sicherheitsventil, das an sich an einer beliebigen Stelle der Zuführleitung angeordnet sein kann. Betätigt kann das Sicherheitsventil mechanisch direkt oder auch indirekt werden. Bei einer indirekten Betätigung kann beispielsweise ein elektrisches Stellventil eingesetzt sein, das die Stellimpulse von einem entfernt liegenden Signalgeber erhält, der das Vorhanden- bzw. Nichtvorhandensein eines Zentrifugeneinsatzes innerhalb des Ölfilters detektieren kann.

Bei einer in den Unteransprüchen näher beschriebenen Ausführung des Sicherheitsventiles enthält dieses einen Ventilschieber, dessen Verschiebestellung bestimmt, ob die Einlassöffnung für die Zentrifuge verschlossen oder offen ist. Der Ventilschieber ist in einer ortsfesten Halterung derart verschiebbar gelagert, dass ein in dem Ölfilter vorhandener Zentrifugeneinsatz lediglich eine den Einlass freigebende Verschiebeposition zuläßt. Hierfür sorgt ein in dem Zentrifugeneinsatz entsprechend vorgesehenes, auf den Ventilschieber einwirkendes Widerlager. Bei in dem Ölfilter fehlenden Zentrifugeneinsatz, bei dem das entsprechende Widerlager fehlt, nimmt der Ventilschieber eine einlassverschließende Position ein. Diese verschließende Position kann beispielsweise durch eine Federbeaufschlagung des Ventilschiebers erreicht werden. Im einfachsten Falle wird der Ventilschieber allerdings durch den an diesem anstehenden Öldruck in der Zuleitung in die Verschlussposition bewegt.

Ein Verschluss der Einlassöffnung muss nicht vollständig sein. Es genügt vielmehr, dass in der Verschlussposition des Ventiles durch dieses nicht ein höherer Ölstrom hindurchtreten kann als bei vorhandenem Zentrifugeneinsatz durch die Zentrifuge als Nebenstromfilter.

Ein besonders vorteilhaftes, weil konstruktiv einfach ausgeführtes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.

In dieser zeigen
1 einen Längsschnitt durch ein Haupt- und Nebenstromfilter mit einer Zentrifuge als Nebenstromfilter,
2 einen Ausschnitt aus 1 mit verschlossenem Sicherheitsventil.
Das Haupt- und Nebenstromfilter besteht aus einem teilbaren Gehäuse mit einem unteren Gehäusetopf 1 und einem oberen Gehäusedeckel 2, der glockenförmig ausgebildet auf den Gehäusetopf 1 dicht aufschraubbar ist.
Innerhalb des Ölfilters befindet sich in dem Gehäusetopf 1 als Hauptstromfilter ein Ringfiltereinsatz 3, während in dem Gehäusedeckel 2 ein Zentrifugeneinsatz 4 als Nebenstromfilter gelagert ist.
Der Zentrifugeneinsatz 4 ist topfförmig ausgebildet mit einer unteren Stirnwand 5 und einer oberen Stirnwand 6. Drehbar gelagert ist der Zentrifugeneinsatz 4 um eine starre Achse 7, die starr und fest mit dem Filtergehäuse verbunden ist. Die untere Stirnseite 5 des Zentrifugeneinsatzes 4 umgreift die starre Achse 7. Die obere Stirnwand 6 des Zentrifugeneinsatzes 4 ist geschlossen ausgeführt. Die starre Achse 7 ragt von der unteren Stirnwand 5 des Zentrifugeneinsatzes 4 bis nahe an die obere Stirnwand 6.
Der Zentrifugeneinsatz 4 ist im Bereich der unteren und oberen Stirnwand 5, 6 über Lager, nämlich ein unteres Lager 8 und ein oberes Lager 9, drehbar an der starren Achse 7 gelagert.
Die starre Achse 7 ist hohl ausgebildet und dient in dieser Form als Zuleitung für der Zentrifuge zuzuführendes Öl. Aus dem Hohlraum der starren Achse 7 gelangt das Öl über eine radial zur starren Achse 7 verlaufende Einlassöffnung 10 in das Innere des Zentrifugeneinsatzes 4. Den Zentrifugeneinsatz 4 verlässt das zentrifugierte Öl im Bereich der unteren Stirnwand 5 über tangential nach außen führende Drosselöffnungen als Auslassöffnungen 11. Der Strömungsquerschnitt sämtlicher Auslassöffnungen 11 ist im Vergleich zu dem Strömungsquerschnitt der Einlassöffnung 10 äußerst gering, damit an den Auslassöffnungen 11 stets eine ausreichende Druckdifferenz zwischen innen und außen aufrechterhalten bleibt. Eine solche Druckdifferenz ist erforderlich, um eine ausreichend hohe Zentrifugendrehzahl sicherzustellen.
Der Einlassöffnung 10 an der starren Achse 7 ist zur Ausbildung eines erfindungsgemäßen Sicherheitsventiles 12 im Hohlraum der starren Achse 7 ein Ventilschieber 13 zugeordnet.
Dieser Ventilschieber 13 ist längs der Achse der starren Achse 7 verschiebbar gelagert. Im Einzelnen besteht der Ventilschieber 13 aus einem unteren ringförmigen Abschnitt 14 und einem oberen Stößel 15. Der Bereich oberhalb des ringförmigen Abschnittes 14 ist derart ausgebildet, dass eine Umströmung durch Öl innerhalb des Hohlraumes der starren Achse 7 möglich ist. Der Hohlraum der starren Achse 7 ist in demjenigen Bereich, in dem der Ventilschieber 13 verschiebbar ist, zylindrisch ausgeführt. Der ringförmige Abschnitt 14 liegt über seinen Umfang etwa dicht an der Innenwand des Hohlraumes der starren Achse 7 an. Dieser ringförmige Bereich 14 ist in einem zentralen Bereich durchströmbar. Im Fußbereich des Stößels 15 sind radiale Führungsstege 16 angebracht, wobei diese Führungsstege 16 lediglich Führungsfunktion beim Verschieben des Ventilschiebers 13 besitzen.
Bei der Darstellung in 1 ist der Zentrifugeneinsatz 4 innerhalb des Ölfiltergehäuses ordnungsgemäß vorhanden, das heißt bei diesem Zustand muss die Einlassöffnung 10 geöffnet sein. Zu diesem Zweck wird der Ventilschieber 13 durch die obere Stirnwand 6 des Zentrifugeneinsatzes 4 als Widerlager in einer geöffneten Stellung des Sicherheitsventiles 12 gehalten.
Bei der Darstellung des Sicherheitsventiles 12 in 2 fehlt der Zentrifugeneinsatz 4 in dem Ölfiltergehäuse. Damit fehlt für den Ventilschieber 13 das von dem Zentrifugeneinsatz 4 gebildete Widerlager, das den Ventilschieber 13 in Öffnungsstellung des Sicherheitsventiles 12 hält. Durch den in dem Hohlraum der starren Achse 7 bei Motorbetrieb herrschenden Öldruck wandert der Ventilschieber 13 in eine obere Position, in der die Einlassöffnung 10 verschlossen ist.
Damit der Ventilschieber 13 vorgegebene Verschiebe-Endpositionen nicht überschreiten kann, sind in dem Hohlraum der starren Achse 7 Begrenzungslager vorgesehen, nämlich ein unteres Begrenzungslager 17 und ein oberes Begrenzungslager 18. Zur einfachen Montierbarkeit des Ventilschiebers 13 wird das obere Begrenzungslager 18 von einer auf die starre Achse 7 fest aufsetzbaren Kappe 19 gebildet.

Claims

Ölfilter eines Verbrennungsmotors eines insbesondere Kraftfahrzeuges mit einem Haupt- und einem Nebenstromfilter, bei dem das Nebenstromfilter eine Zentrifuge ist mit einem innerhalb eines feststehenden, geschlossenen Filtergehäuses austauschbar, drehbar gelagerten Zentrifugeneinsatz (4), aus dem das gefilterte Öl durch das Filtergehäuse hindurch in einen drucklosen Raum abfließen kann, durch die ein im Vergleich zu dem Hauptstromfilter äußerst geringer Volumenstrom geführt wird und bei der ferner der Strömungsquerschnitt vorgesehener Ölauslässe (11) des Zentrifugeneinsatzes (4) im Verhältnis zu dem Strömungsquerschnitt des Öleinlasses (10) einen Drosselquerschnitt darstellt, wobei die Einlassöffnung (10) ortsfest innerhalb des Zentrifugeneinsatzes (4) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Öleinlass (10) der Zentrifuge mit einem Sicherheitsventil (12) versehen ist, das einen Einlass von Öl in die Zentrifuge bei fehlendem Zentrifugeneinsatz (4) zwangsweise vollständig verhindert oder zumindest auf einen bei vorhandenem Zentrifugeneinsatz (4) maximal möglichen Volumenstrom begrenzt.
Ölfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsventil (12) im Bereich des Öleinlasses (10) angeordnet ist und mit diesem Einlass (10) zusammenwirkt, wobei das bewegliche Verschlussteil des Sicherheitsventiles (12) ein Ventilschieber (13) ist, der bei fehlendem Zentrifugeneinsatz (4) eine die Einlassöffnung (10) im Sinne des kennzeichnenden Merkmals des Anspruchs 1 verschließende Lage einnimmt und bei vorhandenem Zentrifugeneinsatz (4) durch eine von diesem Zentrifugeneinsatz (4) ausgehende Widerlagerfunktion an einer solchen Verschlusslage gehindert wird.
Ölfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt des Öleinlasses (10) am oberen Ende einer in den Zentrifugeneinsatz (4) ragenden starren Achse (7) liegt, wobei – der Zentrifugeneinsatz (4) topfförmig ausgebildet ist, – die starre Achse (7) die untere Stirnwand (6) des Zentrifugeneinsatzes (4) durchgreift und bis in den Bereich der oberen Stirnwand (6) verläuft, – die obere Stirnwand (6) geschlossen ausgeführt ist, – die starre Achse (7) zur Ölführung innen hohl ausgeführt ist, – der Querschnitt des Einlasses (10) aus dem inneren Hohlraum der starren Achse (7) radial nach außen führt, – der Ventilschieber (13) durch Anschlag an die obere Stirnwand (6) in Offenstellung gehalten ist, während er bei fehlendem Zentrifugeneinsatz (4) und damit fehlendem Anschlag eine den Einlass (10) verschließende Stellung einnimmt.
Ölfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (13) durch vorhandenen Öldruck innerhalb des Ölfilters in seine Verschlussposition verlagert und dort gehalten wird.
Ölfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebeweg des Ventilschiebers (13) durch Begrenzungslager (17, 18) in der starren Achse (7) begrenzt ist.