DE1084242B

DE1084242B - Vorrichtung zum Filtrieren der gesamten Menge des in einem geschlossenen Stroemungskreis umlaufenden Mittels

Info

Publication number: DE1084242B
Application number: DEP18711A
Authority: DE
Inventors: Lucien Victor Gewiss
Original assignee: Precision Mecanique Labinal SA
Current assignee: Precision Mecanique Labinal SA
Priority date: 1956-06-16
Filing date: 1957-06-13
Publication date: 1960-06-30
Also published as: GB860871A; FR1189837A; FR71688E

Description

DEUTSCHES

Wenn die Schmierung der bewegten Teile eines Mechanismus für eine ständige Wirkung, wie das Erwärmen bestimmter Stellen oder das Abkühlen von Teilen eines Verbrennungsmotors usw., eingesetzt werden soll, ist es üblich, ein bestimmtes Volumen des strömenden Mittels (Luft, Öl oder beispielsweise Wasser) in einem geschlossenen Strömungskreis in Umlauf zu halten. Im allgemeinen kann man nur dann zufriedenstellende Ergebnisse erzielen, wenn das strömende Mittel in seiner ursprünglichen Reinheit gehalten werden kann, trotz der Verunreinigungen, die es im Laufe seines Strömens aufnimmt. Dieser Umstand bedingt, daß das strömende Mittel während seines Einsatzes ständig gereinigt wird.

Wenn die zum Reinigen dienende Vorrichtung so in den Strömungskreis eingeschaltet ist, daß die Gesamtheit des strömenden Mittels gereinigt wird, handelt es sich um eine Reinigung »in vollem Umfange«. Wenn dagegen diese Vorrichtung derart verwendet wird, daß sie nur einen Teil des Mittels reinigt, während der andere Teil durch eine Nebenleitung geführt wird, spricht man von einer »Abzweig-Reinigung«.

Es ist klar, daß Vorrichtungen der ersten Anordnung wesentlich einfacher und wirksamer sind. Trotzdem kann aber in der Praxis infolge der meist sehr hohen Umlaufgeschwindigkeit das in einer zur Verfügung stehenden Zeit zu reinigende Volumen von strömendem Mittel so groß sein, daß es praktisch nicht möglich ist, Reinigungsvorrichtungen von hinreichenden Abmessungen und zu annehmbaren Kosten einzusetzen, die eine genügende Filterfläche aufweisen, um gleichzeitig eine Leistungsqualität zu sichern, die nicht unter ein bestimmtes Maß an Gründlichkeit der Reinigung absinkt.

Natürlich müssen die Abmessungen der Reinigungsvorrichtungen dem fortschreitenden Verschmutzen der Filterlagen Rechnung tragen, da diese sonst der Strömung Widerstand entgegensetzen, den Verlust an Durchtrittsmenge steigern und infolgedessen die Ergiebigkeit des strömenden Mittels herabsetzen.

Eine solche Reinigungsvorrichtung für das gesamte durchströmende Mittel kann daher nur unter der Bedingung benutzt werden, daß sich von dem Augenblick an, in dem die Filterlagen nicht mehr hinreichen oder zu verschmutzt sind und nicht mehr die unbedingt notwendige Mindestmenge durchtreten lassen, eine Nebenleitung öffnet. Dann wird natürlich der durch die Nebenleitung geführte Teil des umlaufenden Mittels nicht gereinigt.

Um nicht auf die vorgesehene Güte der Reinigung zu verzichten, muß daher in den meisten Fällen dazu übergegangen werden, nur den Teil des Gesamtvolumens an strömendem Mittel zu behandeln, der mit voller Sicherheit durch Reinigungsvorrichtungen von Vorrichtung zum Filtrieren

der gesamten Menge des in einem

geschlossenen Strömungskreis

umlaufenden Mittels

Anmelder:

Precision Mecanique Labinal

(Societe anonyme), Saint-Quen, Seine

(Frankreich)

Vertreter: Dr. M. Schneider und Dr. A. Eitel,
Patentanwälte, Nürnberg, Hauptmarkt 29

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 16. Juni 1956 und 29. Mai 1957

Lucien Victor Gewiss,

Ville d'Avray, Seine-et-Oise (Frankreich),

ist als Erfinder genannt worden

annehmbaren Abmessungen und Kosten geleitet werden kann. Unter diesen Umständen wird die Sauberkeit des strömenden Mittels allmählich erreicht. Von dann ab bleibt sie in dem Maße aufrechterhalten, in welchem das durch die Reinigungsvorrichtungen strömende Mittel und die Strömung hinreicht, um auf die Filtermittel eine mindestens so große Menge Schmutz abzugeben, wie in der gleichen Zeit von dem Hauptteil des strömenden Mittels aufgenommen wird. In diesem Falle müssen die Reinigungsvorrichtungen, wenn sie kein großes Volumen oder keine große Filterfläche aufweisen, zumindest eine große Wirksamkeit besitzen.

Es ist auch bereits ein drittes Reinigungsverfahren bekanntgeworden, das darin besteht, die beiden oben beschriebenen Reinigungsverfahren zu vereinigen, indem ein wesentlicher Teil des strömenden Mittels, das selbst insgesamt gereinigt wird, in einer Nebenleitung gereinigt wird. Der Gesamtstrom des Mittels wird dann im Innern der Reinigungseinrichtung selbst in zwei verschieden große Ströme unterteilt: Der kleinere Strom wird gründlich bis zu einem hohen Grad der Reinheit behandelt, während der Hauptstrom nur bis

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zu einem Reinheitsgrad behandelt wird, der hinreicht, um einen wirksamen Schutz der Teile zu sichern, mit denen er in Berührung gebracht wird.

Bei der praktischen Durchführung dieses dritten Reinigungsverfahrens sind die Einrichtungen derart ausgebildet, daß in dem Weg des strömenden Mittels zwei Filtereinrichtungen mit großer, jedoch verschiedenartiger Filterfläche angeordnet sind. Die eine Filtereinrichtung ist wenig durchlässig mit sehr engen Poren ausgebildet und wird im allgemeinen als »Klärteil« bezeichnet. Die andere wesentlich durchlässigere mit großen Poren wird »Filterteil« genannt. Diese beiden Teile sind im Innern eines dichten Behälters mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung gleichachsig zueinander angeordnet, so daß sie von den getrennten Teilen des Mittels parallel durchströmt werden.

Da andererseits die beiden Filterteile, sowohl der eine wie der andere, von Natur aus zum Aufnehmen von Verunreinigungen bestimmt sind, sind die nach diesem Reinigungsverfahren arbeitenden Einrichtungen mit einer Nebenleitung ausgestattet, die durch ein Notventil geschlossen ist, um zu gewährleisten, daß die Durchtrittsmenge nicht unter das notwendige Mindestmaß sinkt; das durch die Bemessung der Feder des verschließenden Notventils festgelegt ist.

Die Erfindung zielt darauf ab, für diese dritte Art von Reinigungseinrichtungen Verbesserungen zu bringen, die deren Wirksamkeit erhöhen. Diese Erfindung kann in einer allgemeinen Weise bei allen Anlagen der oben beschriebenen Art angewendet werden, bei denen ein bestimmtes Volumen eines strömenden Mittels in einem geschlossenen Umlauf gehalten ist. Außerdem kann sie noch insbesondere bei der laufenden Filtrierung von öl unter einem Druck, der für die Schmierung eines Motors erforderlich ist, verwendet werden.

Bei dieser letzteren Anwendung bezweckt die Erfindung besonders einen wirksamen Schutz der Arbeitsflächen der mechanischen Teile des Motors zu erzielen, indem die Gesamtmenge des von einer Pumpe in Umlauf gehaltenen, durchfließenden Öles ununterbrochen bis zu dem für diesen Schutz erforderlichen Grad von Reinheit gereinigt wird, trotz der Neigung der zähflüssigen, aus der langsamen und unvollständigen Verbrennung des mit den sehr heißen Wänden des Zylinders und des Kolbens in Berührung kommenden Öles stammenden Teile (Teere, Harze, Ruß usw.), selbst die größten Poren von Filterteilen schnell zu verstopfen.

Zu diesem Zwecke sind die Verbesserungen, die den Gegenstand der Erfindung bilden, auf folgenden Überlegungen aufgebaut:

In einer Reinigungseinrichtung der oben beschriebenen Art, die ein Klärteil mit sehr feinen Poren und ein Filterteil mit gröberen Poren aufweist, teilt sich der in Berührung mit diesen beiden Teilen stehende gesamte Strom des Öles in zwei getrennte Ströme, bei denen sich das Verhältnis der Durchflußmengen im wesentlichen entsprechend den verschiedenen Durchlässigkeiten der erwähnten Teile einstellt. Da das Teil mit den feineren Poren sich zuerst mit vom öl herangetragenen Verbrennungsabfällen aufladet, verliert es auch am schnellsten seine schon anfangs geringere Durchlässigkeit. Es besteht also hier das größte Interesse, Mittel einzuschalten, um in möglichst weitgehendem Maße die durchströmende Menge zu fördern. Es ist daher auch angebracht, daß dieses Teil durch Vorkehrungen unterstützt wird, die das Verstopfen seiner Poren auf ein Mindestmaß beschränken.

Um die erstere dieser Maßnahmen — die Steigerung der das Klärteil durchströmenden Menge — zu erreichen, sind gemäß der Erfindung zwei Hauptmittel vorgesehen, die getrennt oder gemeinsam angewendet werden können.

Eines dieser Mittel besteht im wesentlichen — das Filterteil und das Klärteil weisen jeweils eine mittlere Bohrung auf und sind, wie bekannt, gleichachsig angeordnet — darin, daß das Filterteil und das Klärteil in dem Behälter der Einrichtung derart montiert sind, daß der Öleintritt in an sich bekannter Weise ihrem äußeren Umfang gegenüberliegt, während der Ölaustritt in Verbindung mit ihrer mittleren Bohrung steht, so daß sie von zwei parallelen ölströmen von ihrem äußeren auf ihren inneren Teil zu durchflossen werden, und darin, daß sich in Strömungsrichtung hinter den Ausfluß stellen aus dem Filterteil eine Durchtrittsöffnung für das öl mit ziemlich herabgesetztem Querschnitt befindet, um zwischen der Einström- und der Ausströmseite dieses Teiles einen im voraus festgelegten Strömungsverlust zu verursachen.

Praktisch kann diese Anordnung durchgeführt werden, indem an die mittlere öffnung des Klärteiles eine Leitung angeschlossen wird, die bis zum Austrittsende der mittleren öffnung des Filterteiles reicht und deren Durchmesser so groß ist, daß an diesem Austrittsende ein ringförmiger Zwischenraum mit dem gewünschten verringerten Querschnitt verbleibt.

Das zweite gemäß der Erfindung vorgesehene Mittel besteht darin — die Anordnung von Filterteil und Klärteil ist die gleiche wie oben beschrieben —, daß die aus dem Klärteil austretende Strömung so in den Kern des aus dem Filterteil· austretenden Stromes geleitet wird, daß eine den Durchfluß durch das Klärteil beschleunigende Saugwirkung entsteht.

Praktisch kann diese Anordnung durchgeführt werden, indem an die mittlere öffnung des Klärteiles eine in Strömungsrichtung sich verengende konische Leitung angeschlossen wird, die in den Kern des aus dem Filterteil austretenden Stromes mündet.

Es ist klar, daß die Vereinigung der beiden oben angegebenen Anordnungen leicht durchgeführt werden kann, indem die konische Leitung, die zum Herbeiführen der Saugwirkung vorgesehen ist, einen derart bemessenen Querschnitt erhält, daß sie gleichzeitig am Austrittsende der mittleren öffnung des Filterteiles einen ringförmigen Raum von derart vermindertem Querschnitt abgrenzt, daß zwischen der Zuführung und der Ableitung aus dem Filterteil ein Strömungsverlust entsteht.

Nach einer besonders vorteilhaften Durchführungsform der Erfindung wird die in der Mitte des Klärteiles vorgesehene und zum Herbeiführen eines Strömungsverlustes zwischen Zuführung und Ableitung des Filterteiles bestimmte Leitung aus einer Spiralfeder gebildet, deren Abmessungen derart berechnet sind, daß die gegeneinander anliegenden Windungen ihre Abstände voneinander erweitern, um dem durch das Filterteil fließenden öl freien Durchtritt zu geben, sobald der an dem Austritt aus dem letzteren hervorgerufene Strömungsverlust einen vorher festgelegten Wert erreicht. Unter diesen Umständen spielt die Feder die Rolle einer Einrichtung zum Mindern des Strömungsverlustes und ermöglicht es, von mittleren Anforderungen an die Leistung des zu schmierenden Motors an bis zu den höchsten Anforderungen den Strömungsverlust auf einem im wesentlichen konstanten Wert zu halten, der so gewählt ist, daß der das Klärteil durchströmende Anteil des strömenden Mittels auf einen Höchstwert gesteigert wird, ohne

daß sich dadurch praktisch das Volumen und der Druck der gesamten durchströmenden Menge ändern. Ferner bestehen die in gleicher Weise nach der Erfindung vorgesehenen Maßnahmen zur Begrenzung der Ablagerung in dem Klärteil auf ein Minimum darin, daß zwischen dem Filterteil, das sich im oberen Teil des Behälters, wo das zu reinigende öl eintritt, befindet, und dem Klärteil, das im unteren Teil des Behälters angeordnet ist, ein ringförmiger Zwischenraum eingeschaltet ist, der eine Durchleitung für das öl bildet und einen Wirbelbereich im oberen Teil des Behälters von einem ruhigen Bereich im unteren Teil trennt. Durch diese Anordnung bewirkt die im oberen Teil auftretende "Wirbelbildung unter Mitwirkung der Bewegungswechsel des Motors und der Erschütterungen, daß die durch das Filterteil zurückgehaltenen festen Teilchen auf den unteren, ruhigeren Bereich zu ausgetrieben werden, wo die Teilchen in einem Abklärvorgang auf den Boden des Behälters sinken, während sich dank der gleichen Wirbelbildung ebenfalls aus dem Klärteil Teerbestandteile und Ruß lösen und auch auf den Boden sinken.

Außerdem wird der Behälter zweckmäßig einer gewissen Luftkühlung ausgesetzt, gegebenenfalls mittels außen angebrachter Ventilatorflügel, so daß eine Abkühlung erzielt wird, die die Kondensation der Teerbestandteile an der Innenwandung des Behälters fördert und die Menge der Teerbestandteile, welche sich im Klärteil absetzen können, vermindert.

In den obigen Ausführungen war vorausgesetzt worden, daß das Klärteil und 'das darüber angeordnete Filterteil getrennt und voneinander unabhängig seien. Diese Anordnung kann in verschiedenen Hinsichten vorteilhaft sein, wenn das Filterteil nach dem Verschmutzen gereinigt werden soll, beispielsweise wenn es aus einem Werkstoff, wie Nylon, hergestellt ist. Sie hat aber auch gewisse Nachteile, besonders ist die Montage und¹ die Handhabung der Teile erschwert.

Um diesen Nachteil zu beheben ist nach der Erfindung die Möglichkeit vorgesehen, das Filterteil und das Klärteil gemeinsam in der gleichen Halterung mit den Einrichtungen zur Herbeiführung des Strömungsverlustes zwischen Eintritt und Austritt des Filterteiles und dem Zwischenraum, der zum Fördern der Abklärung des Öles im unteren Teil des Behälters dient, zusammenzufassen.

Auf diese Weise sind alle wesentlichen, oben beschriebenen Eigenarten in einer einzigen, leicht handhabbaren Reinigungseinheit vorhanden.

Beispielsweise können bei einer einfachen Ausführungsweise dieser Vorrichtung das Filterteil und das Klärteil aus nachgiebigem Filtermaterial bestehen, an ihren einander gegenüberliegenden Flächen auf eine ringförmige Platte geklebt sein, welche an ihrem Umfang herausrageende Teile zur Bildung des die Abklärung fördernden Zwischenraumes aufweist, und als Einheit zusammengefaßt in einer Halterung untergebracht werden, die aus zwei an den einander entgegengesetzt liegenden Flächen des Filterteiles und des Klärteiles befestigten und durch ein rohrförmiges Zwischenstück verbundenen Flanschen besteht. Das Zwischenstück ist gleichachsig mit dem Filterteil und dem Klärteil angeordnet und ein Teil zum Herbeiführen des gewünschten Strömungsverlustes dar,an angebracht.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, die nicht begrenzende Beispiele darstellen, gegebenen ergänzenden Beschreibung zu entnehmen.

Fig. 1 bis 3 sind schematisch dargestellte Längs-, schnitte, die in einer Reinigungsvorrichtung mit einem Filterteil und einem Klärteil verschiedene Anordnungen zur Steigerung des durch das Klärteil geleiteten Teiles des öldurchflusses zeigen;

Fig. 4 ist ein vertikaler Längsschnitt durch ein Äusführungsbeispiel einer Reinigungsvorrichtung nach der Erfindung, die zum Filtern, des in der Schmierleitung eines Fahrzeugmotors umlaufenden Schmiermittels bestimmt ist;

Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Reinigungsvorrichtung, bei der Filterteil und Klärteil in der gleichen Halterung zusammengefaßt sind.

In dem Schema der Fig. 1 weist der Behälter 1 einer Reinigungsvorrichtung oben eine Eintrittsöffnung 2 für das Öl und eine Austrittsöffnung 3 auf. Die Austrittsöffnung 3 ist in der Achse des Behälters 1 angeordnet und ist nach innen in den Behälter durch ein Rohrteil 4 verlängert. Unterhalb des letzteren ist in dem Behälter 1 ein ringförmiges Filterteil 5 mit verhältnismäßig groben Poren untergebracht, dessen mittlere öffnung an seinen beiden Enden offen ist, sowie ein ringförmiges Klärteil 6 mit feinen Poren, dessen mittlere öffnung an seinem oberen Ende offen und unten durch eine Bodenplatte 7 geschlossen ist. Das Filterteil und das Klärteil sind gleichachsig übereinander angeordnet, so daß ihre mittleren öffnungen sich an das Rohrteil 4 anschließen, und werden durch eine Feder 8, die sich gegen den Boden des Behälters 1 abstützt, gegeneinander und gegen die Mündung des Rohrteiles 4 angedrückt.

Zwischen dem Filterteil 5 und der Mündung des Rohrteiles 4 ist ein abdichtendes Zwischenstück 9 eingesetzt. Ein abdichtendes Zwischenstück 10 ist ebenfalls zwischen den Teilen 5 und 6 eingefügt. Auf diese Weise wird das durch die öffnung 2 in den Behälter 1 eintretende öl durch die Teile 5 und 6 in zwei parallelen Strömungen hindurch von ihrem Außenumfang zu ihrer mittleren öffnung geführt, um schließlich zur Austrittsöffnung 3 zu gelangen.

Nach der Erfindung ist an die mittlere öffnung des Klärteiles 6 eine rohrförmige Leitung 11 angeschlossen, die durch die mittlere öffnung des Filterteiles 5 bis an dessen Austrittsseite ragt. Der Durchmesser dieser Leitung ist so gewählt, daß an der Austrittsseite der mittleren öffnung des Teiles 5 nur ein ringförmiger Raum 12 von erheblich verringertem Querschnitt bleibt, um in dem durch das Teil 5 geführten Hauptstrom einen Strömungsverlust zu erzeugen, dessen Wirkung außen an dem Klärteil 6 zur Geltung kommt. Hieraus ergibt sich eine deutlich bemerkbare Steigerung des Teiles des ölstromes, der durch das Klärteil 6 fließt.

In dem Schema der Fig. 2 stimmt die allgemeine Anordnung des Behälters 1, des Filterteiles 5 und des Klärteiles 6 mit der Anordnung nach dem obigen Beispiel überein, aber die Leitung 11, die sich an die mittlere öffnung des Klärteiles 6 anschließt, besitzt die Form eines sich nach oben verengenden konischen Rohres, das in der Mitte der Austrittsöffnung des Filterteiles 5 mündet. Infolge dieser Anordnung ruft der Durchfluß des Hauptteiles des Öles durch den ringförmigen Zwischenraum 12, der die konische Leitung 11 umgibt, in seinem Inneren eine Saugwirkung hervor, die in dem mittleren Teil des Klärteiles 6 einen Unterdruck verursacht und daher den Durchfluß des Öles durch den. letzteren steigert.

Das Schema nach Fig. 3 stellt eine Vereinigung der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnungen dar. Die an die mittlere öffnung des Klärteiles 6 angeschlossene Leitung 11 besitzt wie in Fig. 2 die Form eines sich

nach oben verengenden konischen Rohres, aber ihr Durchmesser ist so gewählt, daß er an der Austrittsseite des Filterteiles 5 nur einen ringförmigen Zwischenraum 12 von erheblich verringertem Querschnitt läßt wie in Fig. 1. So wird gleichzeitig ein Strömungsverlust des durch das Filterteil 5 fließenden Hauptstromes und eine Wirbelbildung, die in der mittleren Öffnung des Klärteiles 6 einen Unterdruck hervorruft, erzielt.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung nach der Erfindung zum Filtern der Gesamtmenge des Schmieröles eines Fahrzeugmotors bestimmt. Diese Vorrichtung weist einen aus Aluminium gegossenen Körper 13 auf, der gegebenenfalls mit Augen 14 zur unmittelbaren Befestigung an dem Motorrahmen versehen sein kann. Auf diesen Körper 13 ist ein Behälter 15, beispielsweise aus Stahl, aufgeschraubt. Eine Dichtung 16 kann zwischen dem oberen Rand dieses Behälters und einem entsprechenden ringförmigen Vorsprung des Körpers 13 eingefügt werden. Die Vorrichtung wird derartig an dem Rahmen des Motors angebracht, daß der Behälter 15 einer gewissen kühlenden Luftströmung ausgesetzt ist. Wie bereits oben erwähnt, können außen an dem Behälter 15 Leitflächen zum Verbessern der Abkühlwirkung vorgesehen werden.

Der Körper 13 weist eine Eintrittsöffnung 17 für das öl und eine ölaustrittsleitung 18 auf. Die Austrittsleitung 18, in der ein Sicherheitssieb 19 angebracht sein kann, ist mit einem rohrförmigen, in der Behälterachse angeordneten Teil 20 verbunden. Gegen dieses Teil ist unter Zwischenfügung einer Dichtung 21 ein ringförmiges Filterteil 22 abgestützt, das beispielsweise aus einem Gewebe von Nylonfasern mit einer Maschenweite, die einem Sieb Nr. 200 entspricht, gebildet ist. Unter dem Filterteil 22 ist das ringförmige Klärteil 23 angeordnet, das unten geschlossen ist und beispielsweise aus Filterpapier mit sehr feinen Poren besteht. Eine flache Dichtung 24 ist zwischen den Teilen 22 und 23 eingesetzt und sichert einen dichten Abschluß zwischen den letzteren. Die gesamte Einheit wird durch den Druck einer Feder 25·, die sich gegen einen im Boden des Behälters 15 vorgesehenen Vorsprung 26 abstützt, zusammengedrückt.

Der oben an dem Klärteil 23 angebrachte Rand 23 a weist einen so großen Durchmesser auf, daß er um das Klärteil einen bis zu einem geringen Abstand von der Innenwand des Behälters 15 reichenden Bund bildet, so daß für den Durchtritt des Öles nur ein ringförmiger Zwischenraum verbleibt, der den Innenraum der Vorrichtung in zwei voneinander getrennte Zonen unterteilt. Die obere Wirbelzone befindet sich oberhalb des Bundes 23 a, die untere, ruhige Zone unterhalb dieses Bundes.

Der Vorsprung 26 ist von einer öffnung 26 a durchbohrt, die mit einer axialen Leitung 26 & in Verbindung steht, welche durch eine Anzapfschraube 27 verschlossen ist.

In der mittleren Öffnung des Filterteiles 22 ist eine konische Spiralfeder 28 angeordnet, die an der Grundfläche des Filterteiles derart befestigt ist, daß eine Öffnung 29 verbleibt, welche mit dem Innenraum der Mittelöffnung des Klärteiles 23 verbunden ist. Der größte Durchmesser der Feder 28 ist so gewählt, daß er an der Öffnung in der Mitte des Filterteiles 22 oben nur einen ringförmigen Zwischenraum 30 frei läßt, der so groß ist, daß er bei langsam arbeitendem Motor die gesamte Menge des für die ordnungsgemäße und zuverlässige Schmierung der Teile notwendigen Öles ohne bemerkenswerten Strömungsverlust durchfließen läßt. Andererseits ist der Durchmesser der Stahldrahtwindüngen der Feder 28 so berechnet, daß, wenn der durch den ringförmigen Zwischenraum 30 hervorgerufene Strömungsverlust einen vorher festgesetzten Wert, beispielsweise 1 kg/cm², erreicht, der von dem Öl von außen gegen die Windungen ausgeübte Druck die dieselben in Anlage gegeneinanderhaltende Kraft übersteigt und sie auseinanderdrückt, um das Öl durchtreten zu lassen.

Die Arbeitsweise der derart ausgebildeten Vorrichtung ist folgendermaßen:

Das aus dem Boden des Motorgehäuses gesaugte öl wird unter Druck von der Pumpe durch die Schmierleitung an den Filter gefördert. Es tritt durch die Öffnung 17 in diesen ein und umgibt das Filterteil 22 und das Klärteil 23. Der Druck zwingt das Öl von außen nach innen durch diese Teile in zwei entsprechend ihrer Durchlässigkeit geteilten Strömen hindurch. Das Öl, das durch das Filterteil 22 fließt, erreicht die Leitung 20 über den die Feder 28 umgebenden ringförmigen Zwischenraum 30, während das durch das Klärteil 23 geführte Öl zur gleichen Leitung über die öffnung 29 gelangt. Das so in der Leitung 20 wieder vereinigte öl verläßt den Filter über die Austrittsleitung 18 und gelangt von hier aus in die Leitungen, die es zu den Schmierstellen und schließlich wieder in den Boden des Motorgehäuses führen.

Bei langsam laufendem Motor tritt nur wenig öl durch das Klärteil 23 mit den sehr feinen Poren. Praktisch wird das gesamte Öl durch die Maschen des Filterteiles 22 fließen, ohne daß ein bemerkbarer Strö~ mungsverlust den Durchfluß durch den Zwischenraum 30 behindert. Die Güte der Filtrierung durch das Filterteil 22 reicht bei weitem aus, um das öl in der für den Schutz der Teile notwendigen Reinheit zu halten.

In dem Maße, in welchem der Motor schneller umläuft, steigt der Strömungsverlust infolge des Zwischenraumes 30, und gleichzeitig bewirkt das in großer Menge durch das Filterteil 22 strömende Öl in der Achse der Spiralfeder 28 mit den aufeinanderliegenden Windungen das Auftreten eines Unterdruckes, der sich über die öffnung 29 auch in der Mittelöffnung des Klärteiles 23 auswirkt. Die an dem Zwischenraum 30 hervorgerufene Erhöhung des Strömungsverlustes wirkt sich natürlich auch an den Außenflächen der Teile 22 und 23 aus, und der dabei hervorgerufene Unterdruck jenseits der Öffnung 29 steigert den Anteil des Öles, welcher durch das weniger durchlässige Teil 23 fließt.

Wenn der Strömungsverlust an dem Zwischenraum 30 durch die Beschleunigung des Motors den durch die Kraft, welche die Windungen der Feder 28 zusammenhalt, begrenzten Wert erreicht, drückt der von außen durch das Öl gegen die Windungen ausgeübte Druck dieselben auseinander, und das öl kann frei zwischen den Windungen durchtreten. Von diesem Augenblick an spielt die Feder 28 die Rolle einer Reguliereinrichtung für den Strömungsverlust und sichert bei jeder Arbeitsweise des Motors eine angemessene Schmierstoff zuführung zu den Schmierstellen.

Die Fremdkörper (Ruß, Teer und Harze), die das öl bei der Berührung mit den heißen Oberflächen von Kolben und Zylinder des Motors aufnimmt, setzen sich allmählich sowohl infolge der Kondensation, die durch die Abkühlung des Behälters 15 durch die vorbeiströmende Außenluft gefördert wird, als auch durch die Filterung außen an dem Klärteil 23 ab.

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Normalerweise müßten auch auf ^:dem Filterteil 22 Ablagerungen entstehen/ wenn der wiederholte Durchfluß des in dem Teil 23 geklärten Öles sich nach ihrer Bildung nicht wieder lösen würde. Das Filterteil bewahrt infolgedessen seine Durchlässigkeit und seine Wirksamkeit, solange das Klärteil seine Rolle vollkommen spielt.

Im Grunde ist es daher nur notwendig, das Klärteil 23, sobald es verstopft ist, zu ersetzen, um die Reinigungsvorrichtung ohne Säubern des Ganzen funktionsfähig zu erhalten. In der Praxis braucht aber dieses Teil 23, wenn es hinreichend groß bemessen ist, nur sehr selten gewechselt zu werden. Tatsächlich, während die in der oberen Zone über dem durch den Bund 23 a des Teiles 23 gebildeten Zwischenraum herrsehende Wirbelbewegung dazu beiträgt, die Verunreinigungen des in dieser Zone liegenden Filterteiles 22 zu beseitigen, ist das Klärteil 23 selbst nur in der unteren, ruhigen Zone unterhalb dieses Zwischenraumes. In dieser ruhigen Zone sinken die Verunreini- ao gungen (Teer, Ruß usw.) allmählich durch Abklärung von den Falten des Klärteiles 23 nieder und sammeln sich schließlich am Boden des Behälters 15. Das Ganze ist so derart eingerichtet, daß praktisch alle Verunreinigungen jeder Art zurückgehalten und gesammelt werden, dann durch das Durchströmen des Schmiermittels während der Arbeit des Motors abgenommen oder gelöst werden, so daß eine periodische Reinigung durch Abnehmen der an dem Boden des Behälters 15 vorgesehenen Schraube 27 genügt, um die Verunreinigungen zu entfernen.

Außerdem ist oben an der Vorrichtung ein Ausweichventil 31 zu einer Nebenleitung vorgesehen. Wenn dieses Ventil geöffnet ist, ist eine unmittelbare Verbindung zwischen der Eintrittsöffnung 17 und dem Austrittskanal 18 über eine öffnung 32 hergestellt, die am äußersten Ende des letzteren vorgesehen ist. Die Aufgabe dieses Ventils ist es, den Durchfluß des Kühlmittels zu sichern, wenn durch Schadhaftwerden bei kalter Witterung das von der Pumpe aufgenommene geronnene öl eine so geringe Viskosität besitzt, daß es daran gehindert ist, durch die Teile 22 und 23 zu strömen, die zudem aus dem gleichen Grunde verstopft sind. Das Ventil 31 schließt sich allmählich von selbst, sobald sein Widerstand das Durchströmen des wärmer gewordenen Öles durch das Filterteil und das Klärteil wieder einleitet. Die Belastung des Ventils beträgt beispielsweise 1500 kg. Wenn beispielsweise das Filterteil 22, das, wie oben erwähnt, von Nylongeweben mit einer Maschengröße entsprechend einem Sieb Nr. 200 gebildet wird, eine Oberfläche von 50 dm² aufweist und das Klärteil 23 aus Filterpapier mit sehr feinen Poren eine Filterfiäche von 30 dm² besitzt, stellt die oben beschriebene Einheit eine Vorrichtung von einfacher Bauweise und kleinen Abmessungen dar, die je Minute in vollem Umfange ein ölvolumen von 58 1 unter einem Druck von 3 kg, das durch eine Zahnradpumpe mit einem Überdruckventil in Umlauf gehalten ist, reinigen kann.

Die Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Reinigungseinheit mit in der gleichen Halterung untergebrachtem Filterteil und Klärteil.

Bei diesem Beispiel sind das gleichachsig übereinander angeordnete Filterteil und Klärteil in der gleichen Halterung untergebracht, welche aus zwei Flanschen 33 und 34 besteht, die gegen die einander entgegengesetzten Oberflächen der Teile 22 und 23 angelegt sind und durch ein rohrförmiges Zwischenstück mit Bohrungen zusammengehalten werden.

Dieses Zwischenstück 35 ist an seinem unteren Ende durch einen vollen mittleren Teil 34 a des Flansches 34 geschlossen und an seinem oberen Ende offen. Die Abdichtung bei der Montage der Vorrichtung in dem Behälter einer Reinigungsvorrichtung wird mittels einer konischen Dichtung 21 erzielt, die an dem Umfang der oberen Öffnung des rohrförmigen Zwischenstückes 35 vorgesehen ist.

Das Filterteil 22 und das Klärteil 23 werden vorteilhaft aus nachgiebigen Filterstoffen mit geeigneter, unterschiedlicher Porosität gebildet, die — wie bekannt — vorzugsweise in radiale oder in Querfalten gelegt sind. Die einander gegenüberliegenden Grundflächen des Filterteiles und des Klärteiles sind auf eine ringförmige Platte 36 geklebt, deren Außenränder 36 a über den Umfang dieser Teile hinausragen, um einen Zwischenraum mit der B ehälter innenwand zu bilden, der die gleiche Aufgabe hat wie der nach der Fig. 4 vorgesehene Bund 23 a, also eine Wirbelzone im oberen Teil des Behälters, in den die Einheit eingebaut ist, von einer ruhigen Zone, die die Abklärung des Öles fördert, in dem unteren Teil des Behälters zu trennen, dabei aber einen Durchtritt für das öl an ihrem Umfang zu lassen.

In dem ringförmigen Zwischenstück 35 ist ferner eine Leitung 37 vorgesehen,_: die dazu dient, einen Strömungsverlust zwischen der Eintrittsseite und der Austrittsseite des Filterteiles 22 hervorzurufen. Dieses rohrförmige Zwischenstück besitzt hier die Form eines sich nach oben verengenden Konus, der in den Kern der aus dem Filterteil 22 austretenden Strömung mündet. Eine solche Leitung kann natürlich auch angeordnet werden, ohne daß eine der übrigen oben angegebenen Maßnahmen angewendet werden müßte. Angenommen, die Teile 22 und 23 bestehen aus nicht zu säuberndem Werkstoff von großer Durchlässigkeit, beispielsweise aus Filterpapier, so kann eine so ausgebildete Reinigungseinheit nach einer längeren Gebrauchsdauer einfach herausgenommen und durch eine neue Einheit ersetzt werden.

Nach einer in den Rahmen der Erfindung fallenden Variante können das Filterteil und das Klärteil in der gleichen Halterung untergebracht werden, ohne daß die oben angegebenen Vorkehrungen zum Erzeugen eines StrömungsVerlustes getroffen werden. Tatsächlich hat sich bei Versuchen gezeigt, daß bei der Verwendung eines Filterteiles und eines Klärteiles von großer Durchlässigkeit — wie es bei Elementen der Fall ist, die aus nachgiebigem, gefaltetem Filtermaterial bestehen — bei hinreichend großer Durchlässigkeit des Klärteiles 23 gegenüber der des Filterteiles 22 (beispielsweise in der Größenordnung von 1 :4) ein hinreichender Durchfluß durch das Klärteil erzielt wird, um eine. dauernde Reinigung des umlaufenden Öles zu erreichen, ohne daß ein Strömungsverlust zwischen der Eintrittsseite und der Austrittsseite des Filterteiles vorgesehen werden muß.

In diesem Falle besitzt nach vorliegender Erfindung die Reinigungseinheit nur ein Filterteil und ein Klärteil, die gleichachsig übereinander angeordnet sind und gemeinsam in der gleichen Halterung mit einem zwischen ihnen angeordneten engen Zwischenraum zur Verbesserung der Abklärung des Öles im unteren Teil der Vorrichtung untergebracht sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Filtrieren der gesamten Menge des in einem geschlossenen Strömungskreis umlaufenden Mittels, insbesondere zum Filtrieren

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des Schmieröles von Brennkraftmaschinen, mit gleichachsig in einem dichten Gehäuse übereinander angeordneten, von dem zu filternden Mittel nebeneinander getrennt durchströmtem Filterteil mit größerer Durchlässigkeit je Filtereinheit und Klärteil mit feinerem Filter, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Filterteil (22) und das ringförmige Klärteil (23) in dem Gehäuse (1) derart angeordnet sind, daß sie von dem strömenden Mittel in an sich bekannter Weise von außen auf ihre Mittelöffnung zu durchströmt werden, und daß der an oder nahe der Austrittsseite der Mittelöffnung des Filterteiles (22) für den Austritt des behandelten Mittels zur Verfügung stehende Querschnitt verengt ist, um den durch das Filterteil tretenden Anteil zugunsten des Klärteiles in einem gewünschten Maße zu verringern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Mittelöffnung des Klärteiles (23) eine durch die Mittelöffnung-des Filterteiles (22) geführte Leitung (11) angeschlossen ist, deren Durchmesser am Austrittsende der Mittel-Öffnung des Filterteiles (22) so bemessen ist, daß für das aus dem Filterteil austretende Mittel ein ringförmiger Zwischenraum von in gewünschtem Maße verringertem Querschnitt verbleibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Mittelöffnung des Klärteiles (23) angeschlossene Leitung (11) im Kern der Austrittsleitung des Filterteiles (22) mündet.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (11) die Form eines sich nach oben verengenden konischen Rohres besitzt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Mittelöffnung des Klärteiles (23) angeschlossene Leitung als — gegebenenfalls konische — Spiralfeder (28) mit gegeneinander dicht anliegenden Windungen ausgebildet und so bemessen ist, daß ihre Windungen zwischeneinander Raum für den Durchtritt des Öles freigeben, sobald der durch den engen Zwischenraum (30) an dem Austrittsende der Leitung (28) hervorgerufene Strömungsverlust einen festgelegten Wert überschreitet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Filterteil (22) und dem darunter befindlichen Klärteil (23) durch Verengung des Zwischenraumes zwischen dem Umfang des Klärteiles und der Innenwandung des Behälters (1) ein ringförmiger Spalt gebildet ist»; der den Durchtritt von zu reinigendem Mittel, bzw. Öl, zuläßt, Jedoch den Innenraurii des Behälters (1) in eine obere, einer Wirbelbildung ausgesetzte Zone und eine untere, ruhige Zone unterteilt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) im Bereich einer Kühlluftströmung angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) mit Leitflächen für Kühlluft bzw. mit Kühlrippen ausgestattet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Boden des Behälters (1) eine durch' eine Schraube (27) verschließbare Säuberungsöffnung (26a, 26 b) vorgesehen ist..

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterteil (22), das Klärteil (23), Mittel zum Erzeugen eines Strömungsverlustes am Austritt aus dem Filterteil und Mittel zur Bildung eines den Innenraum des Behälters (1) unterteilenden ringförmigen Spaltes derart in einer gemeinsamen Halterung angeordnet sind, daß sie als Einheit in die Filtervorrichtung einsetzbar und aus dieser entnehmbar sind.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterteil

(22) und das Klärteil (23) aus nachgiebigen Filtermaterialien, wie Filtergewebe oder Filterpapier, gebildet und mit ihren einander gegenüberliegenden Oberflächen an je eine Seite einer ringförmigen Platte (36) geklebt oder in anderer Weise fest angebracht sind, welche außen über den Umfang des Filterteiles (22) und des Klärteiles

(23) hinausragt, um in dem Behälter (1) mit dessen Innenwand einen schmalen Spalt zu bilden.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 10', dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung für die Teile der Vorrichtung aus zwei gegen die beiden einander entgegengesetzten Oberflächen von Filterteil (22) und Klärteil (23) anliegenden Flanschen (33, 34) und aus einem diese beiden Flansche miteinander verbindenden, gleichachsig in der Mittelöffnung von Filterteil (22) und Klärteil (23) angeordneten, gelochten, rohrförmigen Zwischenstück (35) besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung N 3529 IVc/12d
kanntgemacht am 8. 11. 1951).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen