DE10329199A1 - Ölfilter eines Verbrennungsmotors eines insbesondere Kraftfahrzeuges - Google Patents
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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 aus1 mit verschlossenem Sicherheitsventil. - Das Haupt- und Nebenstromfilter besteht aus einem teilbaren Gehäuse mit einem unteren Gehäusetopf
1 und einem oberen Gehäusedeckel2 , der glockenförmig ausgebildet auf den Gehäusetopf1 dicht aufschraubbar ist. - Innerhalb des Ölfilters befindet sich in dem Gehäusetopf
1 als Hauptstromfilter ein Ringfiltereinsatz3 , während in dem Gehäusedeckel2 ein Zentrifugeneinsatz4 als Nebenstromfilter gelagert ist. - Der Zentrifugeneinsatz
4 ist topfförmig ausgebildet mit einer unteren Stirnwand5 und einer oberen Stirnwand6 . Drehbar gelagert ist der Zentrifugeneinsatz4 um eine starre Achse7 , die starr und fest mit dem Filtergehäuse verbunden ist. Die untere Stirnseite5 des Zentrifugeneinsatzes4 umgreift die starre Achse7 . Die obere Stirnwand6 des Zentrifugeneinsatzes4 ist geschlossen ausgeführt. Die starre Achse7 ragt von der unteren Stirnwand5 des Zentrifugeneinsatzes4 bis nahe an die obere Stirnwand6 . - Der Zentrifugeneinsatz
4 ist im Bereich der unteren und oberen Stirnwand5 ,6 über Lager, nämlich ein unteres Lager8 und ein oberes Lager9 , drehbar an der starren Achse7 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 Achse7 gelangt das Öl über eine radial zur starren Achse7 verlaufende Einlassöffnung10 in das Innere des Zentrifugeneinsatzes4 . Den Zentrifugeneinsatz4 verlässt das zentrifugierte Öl im Bereich der unteren Stirnwand5 über tangential nach außen führende Drosselöffnungen als Auslassöffnungen11 . Der Strömungsquerschnitt sämtlicher Auslassöffnungen11 ist im Vergleich zu dem Strömungsquerschnitt der Einlassöffnung10 äußerst gering, damit an den Auslassöffnungen11 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 Achse7 ist zur Ausbildung eines erfindungsgemäßen Sicherheitsventiles12 im Hohlraum der starren Achse7 ein Ventilschieber13 zugeordnet. - Dieser Ventilschieber
13 ist längs der Achse der starren Achse7 verschiebbar gelagert. Im Einzelnen besteht der Ventilschieber13 aus einem unteren ringförmigen Abschnitt14 und einem oberen Stößel15 . Der Bereich oberhalb des ringförmigen Abschnittes14 ist derart ausgebildet, dass eine Umströmung durch Öl innerhalb des Hohlraumes der starren Achse7 möglich ist. Der Hohlraum der starren Achse7 ist in demjenigen Bereich, in dem der Ventilschieber13 verschiebbar ist, zylindrisch ausgeführt. Der ringförmige Abschnitt14 liegt über seinen Umfang etwa dicht an der Innenwand des Hohlraumes der starren Achse7 an. Dieser ringförmige Bereich14 ist in einem zentralen Bereich durchströmbar. Im Fußbereich des Stößels15 sind radiale Führungsstege16 angebracht, wobei diese Führungsstege16 lediglich Führungsfunktion beim Verschieben des Ventilschiebers13 besitzen. - Bei der Darstellung in
1 ist der Zentrifugeneinsatz4 innerhalb des Ölfiltergehäuses ordnungsgemäß vorhanden, das heißt bei diesem Zustand muss die Einlassöffnung10 geöffnet sein. Zu diesem Zweck wird der Ventilschieber13 durch die obere Stirnwand6 des Zentrifugeneinsatzes4 als Widerlager in einer geöffneten Stellung des Sicherheitsventiles12 gehalten. - Bei der Darstellung des Sicherheitsventiles
12 in2 fehlt der Zentrifugeneinsatz4 in dem Ölfiltergehäuse. Damit fehlt für den Ventilschieber13 das von dem Zentrifugeneinsatz4 gebildete Widerlager, das den Ventilschieber13 in Öffnungsstellung des Sicherheitsventiles12 hält. Durch den in dem Hohlraum der starren Achse7 bei Motorbetrieb herrschenden Öldruck wandert der Ventilschieber13 in eine obere Position, in der die Einlassöffnung10 verschlossen ist. - Damit der Ventilschieber
13 vorgegebene Verschiebe-Endpositionen nicht überschreiten kann, sind in dem Hohlraum der starren Achse7 Begrenzungslager vorgesehen, nämlich ein unteres Begrenzungslager17 und ein oberes Begrenzungslager18 . Zur einfachen Montierbarkeit des Ventilschiebers13 wird das obere Begrenzungslager18 von einer auf die starre Achse7 fest aufsetzbaren Kappe19 gebildet.
Claims (5)
- 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.
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