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Filter, insbesondere für Verbrennungsmaschinen in Kraftfahrzeugen
Die Erfindung betrifft einen Filter, insbesondere ftir Verbrennungemaschinen in
Krafttahrzeugen nit mehreren koaxial mit ringf örmigem Zwischenraum um einander
angeordneten ringförmigen Filtereinsätzen, die in Parallelschaltung mit ihrer Robseite
an einen gemeinsamen Eintritt fUr das Filtermedium und mit ihrer Reinseite an einen
gemeinsamen Austritt für das Filtermedium ihres gemeinsamen Gehäuses angeschlossen
sind, und zwar solche Filter, die zum Filtern der angesaugten Luft bei luftansaugenden
Maschinen, die zum Filter der Schmiermittel, wie zum Beispiel Schmieröl, und des
flüssigen Treibetoffes, wie zul Beispiel Benzin und Dieselöl, bei Verbrennungskraftmaschinen
dienen. Das Filtermedium kann also ein Gas oder eins Flüssigkeit sein.
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Bei einem aus der DAS 1 273 901 bekannten Luftansaugfilter dieser
Art sind insgesamt fUnf Filtereinsätze vorgesehen, die sämtliest von innen nach
aussen durchströmt werden. Zwischen Je zwei benachbarten Filtereinsätzen ist zu
dieses Zweck ein ringförmiges,
undurchlässiges Strömungsleitelement
angeordnet, das den betreffenden rängförmigen Zwischenraum auf seiner ganzen axialen
Länge teilt. Diese Teilung ist notwendig, damit die radial von aussen nach innen
durchströmten Filtereinsätze parallelgeschaltet werden können, BeI diesem bekannten
Mehrfachfilter strömt die angesaugte Luft von aussen gegen den äusserstein Filtereinsatz
und gerät dort in intensive Berührung mit der dort gelegenen Gebäusewandung. Dies
führt zu unangenehmen Strömungsgeräuschen, Die angesaugte Luft strömt auch mit verhältnismässig
hohem Strömungswiderstand an den genannten Strömungsleitelementen vorbei, die metallische
Berührung mit dem Gehäuse haben. Auch dadurch entstehen Strömungsgesäusche, die
Uber die metallischen BerUhrungen an das Gehäuse gelangen und stören, wenn man keine
Dämpfungsmittel vorsieht. Durch die Strömungsleitelemente wird der bedingt durch
gedrängte Anordnung beschränkte ringförmige Zwischenraum in zwei Strömungskanäle
geteilt, die mithin sehr eng sind und deshalb einen hohen Strömungswiderstand bedingen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Pilter der eingangs genannten
Art 80 auszugestalten, dass bei einfachem und gedrängtem Aufbau die Strömungsführung
möglichst widerstandsfrei und so erfolgt, dass Strömungsgeräusche, die bis an-s
Gehäuse gelangen, möglichst vermieden werden.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine gerade Anzahl
von Filtereinsätzen vorgesehen ist und daes immer zwei benaobbart Filtereinsätze
mit ihren Robseiten einander zugekehrt an den Eintritt fUr das Filtermedium angeschlossen
sind. Das Filtermedium durchströmt den äussersten Filtereinsatz radial von innen
nach aussen, gelangt also erat, nachdem es in diesem äussersten Filtereinsatz gedämpft
ist, an die dort gelegene Gehäusewandung. Dadurch wird die an dieser Stelle bei
dem bekannten Ansaugfilter entstehende Geräuschentwicklung vermindert.
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Infolge der paarweise einander' zugekehrten Anordnung der Rohseiten
steht der zu äusserst gelegene ringförmige Zwischenraum vollständig für das Zuströmen
des Rohgases zur VerfUgung. Entsprechendee gilt bei mehr als zwei Filtereinsätzen
auch fUr die anderen durch die Rohluftseiten begrenzten ringförmigen Zwischenräume.
Gleiche Abmessungen vorausgesetzt, ist zwar der Ge3am+,-querscilnitt für die Zuströmung
in diesen Zwischenräumen nicht grösser als bei dem bekannten Gasfilter, aber die
einzelnen zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitte sind grösser und dadurch
wird denn@ch die Strömung begünstigt. Da den Strömungsleitelementen entsprechende
Elemente nach der Erfindung nicht erforderlich sind, erden auch die durch diese
Strömungsleitelemente hervorgerufenen Strömungsgeräusche nach der Erfindung vermieden.
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Die für die Zuströmung des Rohmediums vorgesehenen ringförmigen Zwischenräume
mUssen nach der Erfindung von der Reinseite getrennt sein und dies kann sehr einfach
geschehen gemäss einer zwechmässigen Weiterbildung, die dadurch gekennzeichnet ist,
dass ein durch die beiden einander zugekehrten Rohseiten zweier benachbart geordneter
Filtereinsätze begrenzter ringförmiger Zwischenraum an seinem ersten axialen Ende
durch eine Abdeckung abgedeckt iot und an seinem zweiten axialen Ende zum Eintritt
für das Filtermedium offen ist. Man kann diese Abdeckung mit der für die Einsätze
erforderlichen Halterung vereinigen, indem am erntcn axialen Ende die Stirnseiten
der beiden Filtereinsitze in einer Ebene liegen, in der auch die Abdeckurg liegt,
die Teil eines Halteringes ist, der diese beiden Stirnseiten abstützt und mit abdeckt.
Handelt es sich um Filtereinsätze, die gleiche axiale Länge haben, dann liegen die
Stirnseiten am zweiten axialen Ende ebenfalls in einer Ebene und man kann für diese
beiden Stirnseiten einen gemeinsamen Haltering vorsehen, mittels dessen diese abgedeckt
und abgestützt sind. Für den
Mediumzutritt genügt es, im Bereich
des ringförmigen Zwischenraums Durchbrüche in diesem Haltering vorzusehen.
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Eine Ausgestaltung der genannten Weiterbildungen der Erfindung, die
sich durch besondera einfachen Aufbau auszeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, dass
nur zwei Filtereinsätze in einem koaxialen zylinderförmigen, aus einem mit einem
Boden versehenen Haube bestebendem Gehäuse, mit den am zweiten axialen Ende gelegenen
Stirnseiten diesem Boden zugekehrt angeordnet sind, und dass im Boden Eintrittsöffnungen
für den Eintritt' des Filtermediums und eine zentrale Austrittsöffnung fAr das Filtermedium
vorgesehen sind, dass der Haltering am zweiten axialen Ende aussen bis an den Haubenrand
und innen bis an einen zentralen, die Austrittsöffnung für das Filtermedium mit
dem inneren Rand des inneren Filtereinsatzes verbindenden Austrittsstutzen dichtend
reicht, dass der Haltering am ersten axialen Ende innen und aussen mit den Reinseiten
der Filtereinsätze Abscnliesst und dass die Haube die beiden Filtereinsätze aussen
und am ersten axialen Ende mit Abstand umgibt.
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Unter Umständen empfiehlt es sich, Filtereinsätze mit verschiedener
axialer Lange vorzusehen. Dies erfolgt zweckEässig, indem der innere der beiden
Filtereinsätze grössere axiale Länge hat, als der äußere und dass der Eintritt für
das Filtermedium grösseren radialen Abstand zur Achse der Filtereinsätze als der
ringförmige Zwischenraum bat. Eine dementsprechende Ausgestaltung der Erfindung,
die sich durch besonders einfachen konstruktiven Aufbau auszeichnet, ist dadurch
gekennzeichnet, das nur zwei Filtereinsätze in einem koaxialen zylinderförmigen,
aus einem durch einen Boden verschlossenen Haube bestehenden Gehäuse mit den am
zweiten axialen Ende gelegenen Stirnseiten diesem Boden zugekehrt angeordnstXsind,
dass am zweiten axialen Ende der innere Filtereinsatz durch eine Scheibe abgedeckt
ist,
die mit der Robseite dieses Filtereinsatzes abschliesst und
sich auf dem Boden abstützt, dass die am zweiten axialen Ende gelegene Stirnseite
des äusseren Filtereinsatzes an einem äusseren Ringbereich des Bodens abgestUtzt
ist, der die Reinseite dieses Filtereinsatzes gegen die Robseite dieses Filtereinsatzes
an dieser Stirnseite abdichtet, dass der Haltering am ersten axialen Ende innen
und aussen mit den Reinseiten der Filtereinsätze abschliesst, dass dieser Haltering
Uber einen koaxialen, Durchbrüche aufweisenden Abstützring gegen die Haube abgestützt
ist und dass zentral in der Haube eine Austrittsöffnung für das Filtermedium vorgesehen
ist.
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Bei Filtern der hier infrage stehenden Art, insbesondere bei Kraftstoff-
und Schmierölfiltern, nimmt man vielfach die Pilterun in einem Haupt- und in einem
Nebenstrom vor, wobei der hauptstrom dem Nebenstrom parallelge'schaltet ist. Im
Hauptstrom erfolgt grobt Filterung und im Nebenstrom erfolgt feine Filterung. Man
geht dabei davon aus, dass, da das zu filtrierende Medium ständig umläuft, im Zuge
mehrerer Umläufe auch die feinen Teilchen ausgefiltert werden, die groben dagegen
nicht so stark den Nebenstromfilterzweig verstopfen, wie es der Fall wäre, wenn
man die gesamte Filterung fein vornehmen wUrde.
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Eine solche Filterung lässt sich sehr einfach mit einem Filter nach
der Erfindung vornehmen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der eine Filtereinsatz
von zwei mit ihrer Rohseite einander zugekehrt angeordneten Filtereinsätzen grob
und der andere fein ist.
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Bei der FiLterung sammeln sich Schmutz- und Schwebeteileben an der
Rohseite des Filter. Diese können, wenigstens zum Teil, nach unter. absinken, wenn
man gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zwei mit ihren beiden Roheeiten
gegen
einander gerichtete benachbarte Filtereinsätze mit ihren Rohseiten
gegen einander nach unten geneigt angeordnet und das Rohmedium von nten in den dazwischen
liegenden Zwischenraum zuführt Abgesehen von der angestrebten selbstreinigenden
Wirkung er zielt man bei dieser Ausgestaltung noch einen besonderen Vorteil, der
dadurch begründet ist, dass der ringförmige Zwischenraum in Strömungsrichtung des
zugeführten rohen Filtermediums sich im Querschnitt verengt, da in gleichem Sinne
das Strömungsvolumen wegen der seitlich durch die Filtereinsätze abströmenden Filtermediums
sFch verringert, entspricht der für die Strömung zur Verfügung stehende Querschnitt
des Zwischenraums dem in Strömungsrichtung abnehmenden Bedarf. Diese Lösung führt
mithin zu einem platzsparenden Aufbau.
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Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt: Figur 1 im Schnitt ein erstes Ausführungsbeispiel eines
Ölfilters nach der Erfindung, Figur 2 ebenfalls im Schnitt ein Ausführungsbeispiel
eines Luftanaugfilters nach der Erfindung und figur 3 eine abgeänderte Ausgestaltung
der Filtereinsätze.
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Gemäss Figur 1 sind mit 1 und 2 zwei ringförmige Filtereinsätze bezeichnet,
die rotationssymmetrisch zur Achse 3 angeordnet und ausgebildet sind. Der Durehmesser
des Filtereinsatzes 2 ist um ao vieles grösser als der des Filtereinsatzes 1, dass
ein ringförmiger Zwischenraum 4 zwischen den beiden Filtereineätzen frei bleibt,
der durch einen Haltering 5, der die beiden Filtereinsätze oben abdeckt, oben luftdicht
abgesperrt ist. Die beiden Filtereinsätze 1. und 2 sind in axialer Richtung gleich
hoch
und so angeordnet, daes ihre Stirnseiten jeweils auf einer
Ebene liegen. Unten sind die beiden Filtereinsätze an einem zweiten Haltering 6
befestigt, der im Bereich des Zwischenraumes 4 auf den ganzen Umfang verteilt mehrere
Durchbrüche 7 aufweist. Der Haltering 7 fasst die beiden Filtereinsätze 1 und 2
ein und reicht mit seinem äusseren Rand bis an den Innenrand einer Haube 8 des Gehäuses,
wo er unter Zwischenschaltung eines Dichtringes 9 dichtend anliegt. In den Zentrumsdurchbruch
des Halteringes 6 ist ein Rohrstutzen 10 einge@etzt, der eine Strömungsverbindung
zwischen dem Innenraum 11 des inneren Filter einsatzes 1 und einer Austrittsmuffe
12, die zentraler Teil eines verspannten Gehäusebodens 13 ist, herstellt. Der Gehäuseboden
13, der nicht geschlossen ist und Durchbrüche 1A, 15 und weitere nicht sichtbare
Durchbrüche aufweist, ist verfedert und stützt eich unter Spannung einerseits an
dem freien Rand der HRU-be S angebördelten Ring 19 und andererseits an dem Stutzen
10 ab, #so dass er den Stutzen 10 gegen den Haltering 7 presst und den Haltering
7 wiederum gegen eine Stufe 16 der Haube 8. Der Rohrstutzen 10 weist aussen Nebenschlussbohrungen
16, die durch eine mittels einer Druckfeder 7 belastete Ventilklappe i verschlossen
sind, auf. Diese Nebenschlusebohrungen binden mit der Ventilklappe 18 und der Druckfeder
17 ein Sicherheitsventil, das bei verstopftenFiltereinsätzen das Filter kurzschliesst.
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Bei Betrieb stömt das zu reinigende Medium, zum Beispiel Schmieröl,
durch die Durchbrüche 14 15 und die Durchbrüche 7 in den Zwiechenraum 4 und von
da radial nach innen und aussen durch den Filtereinsatz 1 und den Filtereinsatz
2 und wird dabei gereinigt.
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Das gereinigte Medium aus dem Filterelnsatz 1 gelangt sofort in den
Innenraum 11, während das gereinigte Medium aus den Filtereinsatz 2 aussen an dem
Filtereinsatz 2 entlang strömt, um den Haltering 5 herumströmt und von da in den
Innenraum , | gelangt.
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Von Aort verlässt das gereinigte Medium das Filter Lulchh ch den
Robrstutzen
10 und die Austrittsmuffe 12.
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Bei dem in Figur 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel handelt
es sich um einAnsaugluftfilter,das ebenfalls zwei ringförmige Piltereinsätze 30,
31 aufweist, die zur Achse 32 koaxial um einander angecrdnet sind und so ausgebildet
sind, dass ein Zwischenraum 33 dazwischen stehen bleibt. Der Filtereinsatz 31 hat
grössere axiale lunge und überragt den Filtereinsatz 30 auf der in Figur 2 unten
geseicnneten Roheeite, während auf der anderen Seite die Stirnseiten der beiden
Filtereinsätze 30 und 31 auf einer Ebene liegen und an einem Haltering 34 gehaltert
sind, der auf dieser Seite auch den Zwischenraum 33 abdichtet.
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Der Haltering 34 ist durch einen durchlöcherten Abstützring 35 an
einer Haube 36 abgestützt und befestigt. Auf der anderen Seite liegt eine Stützscheibe
37 an dem inneren Flltereinsatz 31 an, die sich ihrerseits an einem nach innen gerichteten
Vorsprung 38 eines Gehäusebodens 39 abstützt und den Innenraum 40 des Filtereinsatzes
31 abdichtet. Der Filtereinsatz 30 stützt sich unter Zwischenschaltung eines Abdeckringee
41 an dem Gebäuseboden 39 ab, der mit seinem äusseren Rand mit dem freien Rand der
Haube 36 verbördelt ist. Der Gehäuseboden 39 ist zu einem Ringkanal 42 nach aussen
ausgebuchtet. In diesen Ringkanal mündet eine Zuleitung 43 für das zu filternde
Medium, und zwar mit größerem radialen Abstand zur Achse 32 als der Zwischenraum
33. Mit 45 ist ein Abflußstutzen für das gereinigte Medium bezeichnet, der zentral
von der Haube 36 ausgeht und innerhalb des Abetützringes 35 liegt. Mit Ausnahme
der Zuleitung 43 sind alle beschriebenen Teile rotationssymmetrisch zur Achse 32
ausgebildet.
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Bei Betrieb strömt das Medium durch die Zuleitung 43 in den Ringraum
42 und von da auf qetr ganzen Umfang in den Zwischenraum 33.
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Von da durchsetzt das Medium zum Teil den Filtereinsatz 30, zum
andern
Teil den Filtereinsatz 31 in radialer Richtung gemass den eingezeichneten Pfeilen.und
wird dabei gereinigt beziehungsweise filtriert. Aus dem Filtereinsatz 31 gelangt
das Medium über den innenraum 40 an den Abflußstutzen 45. Von dem Filter einsatz
30 gelangt das gereinigte Medium über einen frcien Ringraum 46 zwischen der Reiiiseite
dieses Filtreeinsatzes und der Haube 36 an den Abstützring 35, dessen Löcher es
durchströmt, um dann ebenfalls über den Abflußstutzen abzufliessen.
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Bei beiden Ausführungsbeispielen gelangt das rohe Medium von dem Zwischenraum
4 bezw. 33 an die beiden Filtereinsätze 1, 2 bezw.
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30, 31. Die Rohseiten, also diejenigen Seiten, an denen das rohe,
ungereinigte Medium zuströmt, sind, bedingt durch diese StrömungsfUbrung, einander
zugekehrt und die Reinseiten, das sind die Seiten, an denen das gereinigte Medium
den Filtereinsatz verlässt, sind einander abgekehrt.
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Wenn mn die beiden dargestellten Ausführungsbeispiele in der aufrechten
Lage betreibt, in der sie dargestellt sind, dass also das Rohmedium von unten in
den Zwischenraum 4 bezw. 33 einströmt, dann erzielt man eine selbstreinigende Wirkung,
weil die Schmutzteilchen, die sich an den Rohseiten der beiden Filtereinsätze ansammeln,
nacb unten abfallen können. Diese selbetreinigende Wirkung kann man noch begünstigen,
wenn man die Filtereinsätze mit ihren Rotseiten gegen einander nach unten geneigt
anordnet.
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Das läuft bei den hier verwendeten ringförmigen Filtereinsätzen darauf
hinaus, dass die Rohseiten in der Mantelfläche eines Kreiskegels liegen, wie dies
in Figur 3, in der nur entsprechend ausgebildete und zueinander angeordnote Filtereinsätze
50, 51 dargestellt sind, und zwar, damit man die konische Ausgestaltung besser sieht,
perspektivisch dargestellt ist. Die Durchströmung ist durch Pfeile angedeutet. Im
übrigen kann ein so abgeändertes Ausführungsbeispiel im weientlichen genauso ausgebildet
sein, wie das nach Figur 1, wobei sich nur die Abmessungell der einzelnen Teile,
insbesondere die der den Halteringen 5 --und 7 entsprechenden Halteringen ändern.