DE19508650C2 - Filteranordnung - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filteranordnung.
Eine bekannte Ausführung einer Filteranordnung zum Filtern
von Öl in einem Kraftfahrzeug umfaßt ein Filtergehäuse mit
einer Öffnung, die im allgemeinen über dem Hauptteil des Ge
häuses angeordnet ist. Ein Filterelement ist in das Gehäuse
eingepaßt, das mittels eines Deckels verschlossen ist, der
die Öffnung abdichtet. Zu filterndes Öl wird durch eine oder
mehrere Einlaßöffnungen zugeführt, die in einem unteren Teil
des Gehäuses und unterhalb des Filterelements angeordnet
sind. Nach der Filtrierung verläßt sauberes Öl das Filterge
häuse durch eine Auslaßöffnung, die ebenso in einem unteren
Teil des Filtergehäuses und unterhalb des Filterelements an
geordnet ist.
Im allgemeinen umfassen derartige Ausführungen von Filteran
ordnungen eine Abflußöffnung, um für den Austausch des Filte
relements Öl von der Anordnung abzulassen. Es ist bekannt,
mit einem Ventil die Abflußöffnung zu verdecken, welches beim
Entfernen des Filterelements vom Gehäuse geöffnet wird.
Eine weitere bekannte Ausführung einer Filteranordnung weist
einen integrierten Ölkühler zur Kühlung des einfließenden Öls
vor der Filtrierung auf.
Die nach dem Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung veröf
fentlichte DE 43 03 695 A1 zeigt einen Ölfilter für die Rei
nigung von Schmieröl, bei welchem im unteren Bereich des Fil
tergehäuses ein ventilartig wirkendes Glied vorgesehen ist,
das bei jedem Wechsel des Filtereinsatzes eine Abflußöffnung
selbsttätig öffnet. Das Ventilglied sitzt dabei auf der Öff
nung auf. Ein verzögertes Öffnen der Abflußöffnung ist daher
hier nicht möglich.
Die DE-OS 25 53 293 zeigt einen Schmierölfilter, bei welchem
ein hohler Bolzen zwischen Filterdeckel und Filtersockel ei
nen Zwischenkanal bildet, wobei der Zwischenkanal in einen
Sockelkanal mündet. Bei der in Fig. 1 dargestellten Haupt-
Nebenstromfilteranordnung taucht der Bolzen in eine Gehäuse
bohrung, welche die Sockelbohrung mit der Reinöl enthaltenden
Filterkammer verbindet. Bei eingesetztem Bolzen verschließt
dieser die Gehäusebohrung und verhindert damit ein Abfließen
von Reinöl in den Sockelkanal. Gleichzeitig verschließt der
Bolzen einen in die Gehäusebohrung mündenden Abflußkanal,
welcher mit der Schmutzöl enthaltenden Filterkammer verbunden
ist.
Beim Herausziehen des Bolzens wird sowohl der Abflußkanal als
auch die Mündung der Sockelbohrung geöffnet. Damit vermischen
sich der aus der Filterkammer kommende Reinölstrom und der
aus der Filterkammer kommende Schmutzölstrom und fließen bei
de gemeinsam über den Sockelkanal in den Filtersockelan
schluß, der als Austritt des Reinölstromes des Nebenstrom-
Filtereinsatzes vorgesehen ist. Der Abflußkanal für gefilter
tes Öl ist daher nicht vom Schmutzölbereich der Filteranord
nung getrennt.
Mit der vorliegenden Erfindung wird versucht, eine verbesser
te Filteranordnung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Filteranordnung mit ei
nem Filtergehäuse das einen ersten Abflußkanal, einen zweiten
Abflußkanal und eine erste mit einem Gewinde versehene Ein
griffsfläche aufweist, wobei der erste Abflußkanal in einer
sich in die Filterkammer hineinerstreckenden, rohrförmigen
Wand ausmündet und vom Schmutzölbereich der Filteranordnung
getrennt ist, einem Abschlußdeckel, der eine zweite mit einem
Gewinde versehene Eingriffsfläche, die mit der ersten mit ei
nem Gewinde versehenen Eingriffsfläche in Eingriff treten
kann, um den Abschlußdeckel an dem Filtergehäuse zu veran
kern, sowie einen verlängerten Zapfen aufweist, der einstüc
kig mit dem Abschlußdeckel ausgebildet ist, und einem Filter
element, das ein Filtermedium und ein Haltemittel umfaßt, auf
welchem das Filtermedium innerhalb des Filtergehäuses gehal
tert ist, wobei sich der Zapfen, wenn der Abschlußdeckel an
dem Filtergehäuse verankert ist, wenigstens zum Teil in den
Abflußkanal hineinerstreckt, so daß die Abflußöffnung ver
schlossen wird, und zugleich das Haltemittel den zweiten Ab
flußkanal verschließt.
Die Konstruktion von Abschlußdeckel und Zapfen sorgt für eine
verläßliche Abdichtung der Ölfilterkammer und eine geeignete
und automatische Ölableitung beim Lösen des Abschlußdeckels.
Vorzugsweise ist der Zapfen in der Lage, wenigstens zum Teil
in die Abflußöffnung hineinzugleiten. Auf diese Weise wirkt
das Ende des Zapfens als ein Ventil, wodurch die Notwendig
keit eines gesonderten Ventils für die Abflußöffnung ent
fällt.
Die zweite Abflußöffnung ist vorgesehen, um Öl aus Teilen
des Filtergehäuses abzuleiten, das nicht durch die erste
Abflußöffnung abgeleitet werden kann. Das Haltemittel des
Filterelements wirkt als Ventil für die zweite Abflußöffnung,
wodurch die Notwendigkeit für ein separates Ventilelement für
diese Abflußöffnung entfällt.
Vorzugsweise umfaßt das Haltemittel ein zentrales Halterohr,
das dazu dient, das Filtermedium zu halten und die zweite Ab
flußöffnung zu verschließen. In Abhängigkeit von der Kon
struktion und der Anordnung der zweiten Abflußöffnung ist es
möglich ein herkömmliches Halterohr zu verwenden, wodurch die
Notwendigkeit für jegliche neue oder modifizierte Komponenten
entfällt.
Alternativ umfaßt das Haltemittel eine Trägerscheibe, die da
zu dient, das Filtermedium zu tragen und die zweite Abfluß
öffnung zu verschließen. Wenn ein dünnes Filterhalterohr ver
wendet wird, kann eine derartige Scheibe auch nützlich sein,
um das Filtermedium zu halten.
Vorzugsweise dient das Haltemittel dazu, das Filterelement an
dem Abschlußdeckel zu verankern. Auf diese Weise wird, wenn
der Abschlußdeckel von dem Filtergehäuse entfernt wird, das
Filterelement gleichzeitig entfernt. Des weiteren kann der
Abschlußdeckel sowohl als ein Halter für das Filterelement
als auch als Schale verwendet werden, um von dem alten Fil
terelement tropfendes Öl aufzunehmen.
Der Abschlußdeckel kann eine Haltewand umfassen, wobei das
Haltemittel dazu dient, das Filterelement an der Haltewand
mit einem Paßsitz zu verankern. Es wurde herausgefunden, daß
eine derartige Anordnung eine geeignete Befestigung des Fil
terelements an dem Abschlußdeckel schaffen kann, ohne daß ir
gendwelche anderen Verbindungselemente benötigt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels und den Zeichnungen.
Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der
Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht im Querschnitt einer Ausfüh
rungsform einer Filteranordnung; und
Fig. 2 eine Seitenansicht im Querschnitt in einer der
Fig. 1 entgegengesetzten Blickrichtung eines Teils
der Ölfilteranordnung.
Nach Fig. 1 umfaßt die gezeigte Ausführungsform einer Fil
teranordnung zum Filtern von Öl in einem Fahrzeugmotor einen
Ölfilter 10 und einen Ölkühler 12 innerhalb desselben Gußge
häuses 14. Das Gehäuse 14 ist aus Metall, in dieser Ausfüh
rungsform aus Aluminium, gefertigt.
Die Anordnung umfaßt einen Öleinlaß, um Öl von dem Fahrzeug
motor aufzunehmen, und eine Mehrzahl von Auslässen, die einen
Hauptauslaß 18 umfassen, durch den gekühltes und gefiltertes
Öl die Filteranordnung verläßt und wieder in den Ölkreislauf
des Fahrzeugs zurückkehrt.
Das Gehäuse 14 dieser Ausführungsform ist so konstruiert, daß
es in einem Fahrzeug ungefähr in der gezeigten Orientierung
angeordnet ist, das heißt, mit dem Filter 10 oberhalb des
Öleinlasses und -auslasses 18 und, in dem gezeigten Beispiel,
oberhalb des Kühlers 12.
Der Ölkühler 12 weist eine bekannte Bauart auf und umfaßt
ein Kühlerelement 20 von annähernd rechteckiger kubischer
Form mit einer Vielzahl im wesentlichen paralleler Rippen
22, innerhalb denen Kühlflüssigkeit fließt, und um die herum
heißes Öl zugeführt wird, um dieses zu kühlen. Das Kühlerele
ment 20 umfaßt eine Einlaßleitung 24, die mit einem Vertei
lerkopf bekannter Form gekoppelt ist, der an einem Ende der
Rippen 22 angeordnet ist, um den Rippen 22 Kühlflüssigkeit
zuzuführen. Eine Auslaßleitung 26 (Fig. 2) ähnlich zu der
Einlaßleitung 24 ist an dem entgegengesetzten Ende der Rip
pen 22 angeordnet und sammelt Kühlflüssigkeit von den Rippen
22, um diese aus der Filteranordnung abzuführen.
Typischerweise ist die Kühlflüssigkeit Wasser.
An dem Einlaßende des Kühlerelements 20 umfaßt das Kühlerge
häuse ein Öleinlaßöffnung (nicht gezeigt), um heißes Öl von
dem Motor aufzunehmen. Eine Ölauslaßöffnung (nicht gezeigt)
ist an dem Auslaßende des Kühlerelements angeordnet und
steht direkt mit der Kammer 28 des Ölfilters 10 in Verbin
dung, so daß im Betrieb gekühltes Öl zum Filter 10 zur
Filtrierung geleitet wird.
Das Filter 10 umfaßt ein Filtergehäuse 30, das als ein Teil
des Gehäuses 14 der Anordnung ausgebildet ist. Das Filterge
häuse 30 ist annähernd zylindrisch und im wesentlichen kreis
förmig, wenn es entlang seiner Achse 32 betrachtet wird.
Eine mit einem Gewinde versehene innere, ringförmige Oberflä
che 34 ist am offenen Ende des Filtergehäuses 30 vorgesehen
und steht mit einer komplementären, mit einem Gewinde ver
sehenen äußeren Oberfläche 34 eines Abschlußdeckels 40 in
Eingriff.
Der Abschlußdeckel 40 ist auch aus Metall gefertigt, vorzugs
weise Aluminium oder alternativ aus einem Polymermaterial,
vorzugsweise Nylon. Er umfaßt eine ringförmige Nut nahe sei
ner mit einem Gewinde versehenen Oberfläche 36, um eine O-
Ring-Dichtung 42 aufzunehmen, und eine ringförmige Rippe 44,
um das Ausmaß zu begrenzen, um welches der Abschlußdeckel 40
auf dem Filtergehäuse 30 festgezogen werden kann. Die äußere
Oberfläche des Abschlußdeckels kann abgesetzt oder andersar
tig geformt sein, um ein Festziehwerkzeug aufzunehmen.
Ein verlängerter Zapfen 46, der im wesentlichen einen zylin
drischen axialen Querschnitt aufweist, ist mit dem Abschluß
deckel 40 einstückig ausgebildet und erstreckt sich von der
Mitte davon über die mit einem Gewinde versehene Oberfläche
36 hinaus. Das freie Ende 48 des Zapfens 46 ist geringfügig
kleiner im axialen Querschnittsdurchmesser als der Rest davon
und weist eine sich verjüngende Spitze 50 auf, um das Einpas
sen des Abschlußdeckels 40 in das Filtergehäuse 30 zu verein
fachen. In der Nähe seiner Spitze 50 umfaßt der Zapfen 46 ei
ne ringförmige Nut, die eine O-Ring-Dichtung 52 aufnimmt.
Ein im wesentlichen kreisringförmiger Halter 54 ist in dem
Abschlußdeckel 40 im wesentlichen koaxial mit dem Zapfen 46
vorgesehen. Der Halter 54 umfaßt einen Teil mit reduziertem
Außendurchmesser, der auf dem Halter 54 eine Schulter 56 aus
bildet, gegen die ein Filterelement 16 stößt. Der Teil mit
reduziertem Außendurchmesser ist an seinem freien Ende abge
schrägt, um das Einpassen des Filterelements 16 auf dem Hal
ter 54 zu vereinfachen.
Das Filtergehäuse 30 umfaßt eine erste Abflußöffnung 60, die
an einem unteren Ende einer rohrförmigen Wand 62 angeordnet
ist, die sich in die Filterkammer 28 hinein erstreckt und mit
dem Fahrzeugölkreislauf gekoppelt ist. Wenn der Abschluß
deckel 40 auf das Filtergehäuse 30 aufgesetzt wird, sitzt
das freie Ende 48 des Zapfens 46 innerhalb der ersten Abfluß
öffnung 60, so daß diese verschlossen wird. Die O-Ring-Dich
tung 52 verhindert jede Undichtigkeit zwischen dem Zapfen 46
und den Wänden der Abflußöffnung 60.
Das untere Ende der rohrförmigen Wand 62 umfaßt zwei Stufen,
eine erste obere Stufe 64 benachbart zur rohrförmigen Wand
62 und eine zweite untere Stufe 66 mit einem größeren Außen
durchmesser als der Außendurchmesser der oberen Stufe 64.
Die untere Stufe 66 erstreckt sich bis zur unteren Begren
zungswand des Filtergehäuses 30.
Eine sekundäre Abflußöffnung 68 (Fig. 2) erstreckt sich
durch die untere Stufe 66 zu einer Öffnung an der Schulter
der unteren Stufe 66, welche die oberen und unteren Stufen
64, 66 verbindet. Die sekundäre Abflußöffnung 68 ist mit
einem Ölauslaß 70 gekoppelt, der mit dem Fahrzeugölkreislauf
in Verbindung steht.
Das Filterelement 16 besteht aus einem gefalteten Filterpa
pier bekannter Art. Die Falten erstrecken sich in der Längs
richtung des Filterelements 16. Jede Falte besitzt eine Falt
kante, die an einem zentralen Halterohr 72 angebracht ist,
und eine entgegengesetzte Faltkante, die einen Teil des
radialen Außenumfangs des Filterelements 16 bildet.
In der bevorzugten Ausführungsform besitzt das zentrale Hal
terohr 72 eine Dicke, die im wesentlichen gleich ist wie die
Breite der Schulter der unteren Stufe 66, und einen Innen
durchmesser, der im wesentlichen gleich ist wie der Außen
durchmesser der oberen Stufe 64. Auf diese Weise wird das
zentrale Halterohr 72 durch die obere Stufe 64 getragen und
bedeckt die Schulter der unteren Stufe 66, wodurch auch die
sekundäre Abflußöffnung 68 abgedeckt wird.
In einer anderen Ausführungsform weist das zentrale Halte
rohr des Filterelements 16 eine geringere Dicke als das in
Fig. 1 gezeigte Rohr auf. Eine in Fig. 1 in gestrichelter
Ausführung gezeigte Trägerscheibe 74 ist mit dem Halterohr
verbunden und erstreckt sich zum radial äußeren Umfang des
Filterelements 16. Auf der Trägerscheibe 74 ist eine Lippe
ausgebildet, die sich über das Ende des Filterpapiers er
streckt. In dieser Ausführungsform versperren das zentrale
Halterohr und die Trägerscheibe zusammen die sekundäre Ab
flußöffnung 68.
In beiden oberen Ausführungsformen weist das zentrale Halte
rohr 72 eine Vielzahl von Öffnungen 78 auf, die in dessen
Längsrichtung verteilt angeordnet sind.
Der Innendurchmesser des zentralen Halterohrs 72 bildet mit
dem Abschnitt mit reduziertem Durchmesser des Halters 54
einen Paßsitz.
Wie ersichtlich wird während des normalen Betriebes heißes
Öl von dem Motor durch den Kühler 12 gekühlt, bevor es zu
dem Filter 10 fließt. Gekühltes Öl fließt von dem Kühler 12
durch eine Leitung (nicht gezeigt), die in der unteren Wand
des Filtergehäuses 30 mündet, so daß es in den Raum zwischen
der zylindrischen Wand des Filtergehäuses 30 und dem Filter
element 16 gelangt. Das Öl wird dann durch den vom Fahrzeug
ölkreislauf erzeugten Druck durch ein Filterpapier gefiltert
und durch die Öffnungen 78 in das zentrale Halterohr 72 ge
leitet. Vom Inneren des Halterohres 72 fließt das Öl in die
rohrförmige Wand 62 des Filtergehäuses 30 hinein und zu dem
Hauptauslaß 18, um sich wieder mit dem Fahrzeugölkreislauf
zu vereinigen.
Während des normalen Betriebes versperrt der Zapfen 46 die
erste Abflußöffnung 60, während das zentrale Halterohr 72,
und gegebenenfalls die Trägerscheibe 74, die zweite Abfluß
öffnung 68 versperren.
Ist ein Wechsel des Ölfilters 16 gewünscht, wird der Ab
schlußdeckel 40 losgeschraubt, erforderlichenfalls mit Hilfe
eines Werkzeugs, so daß der Abschlußdeckel 40 allmählich aus
dem Filtergehäuse 30 herausgezogen wird. Während dies ge
schieht, wird das Filterelement 16 von dem Abschlußdeckel 40
gehalten, wodurch allmählich die zweite Abflußöffnung 68
freigegeben wird, damit das Öl, das sich noch innerhalb des
Ölfilters 10 befindet, abfließen kann.
Beim weiteren Losschrauben des Abschlußdeckels 40 wird das
Ende des Zapfens 46 aus der ersten Abflußöffnung 60 gezogen,
wodurch diese Abflußöffnung geöffnet wird, um Öl, das inner
halb des von der rohrförmigen Wand 62 umschlossenen Bereichs
verblieben ist, abzuleiten.
Die relative zeitliche Abstimmung des Öffnens der zwei Ab
flußöffnungen 60, 68 kann über die Länge des Zapfens 46 ein
gestellt werden, insbesondere durch Einstellen des Ausmaßes,
um welches sich der Zapfen 46 in die erste Abflußöffnung 60
hinein erstreckt.
Daher erfolgt der Abfluß von Öl aus dem Ölfiltergehäuse 30
automatisch. Weil des weiteren das Filterelement 16 auf dem
Abschlußdeckel 40 infolge des Paßsitzes des zentralen Halte
rohrs 72 auf dem ringförmigen Halter 54 gehalten wird, ist
es nicht notwendig, den schmutzigen Ölfilter selbst handzuha
ben. Beim Lösen des Abschlußdeckels 40 von dem Filtergehäuse
30 kann der Abschlußdeckel umgedreht werden, so daß er als
geeigneter Filterhalter und als Schale zum Aufnehmen von vom
Filterelement 16 tropfendem Öl wirkt. Das Filterelement 16
kann dann beseitigt und ein neues Filterelement 16 an dem
ringförmigen Halter 54 befestigt werden, bevor der Abschluß
deckel 40 erneut auf das Filtergehäuse 30 aufgesetzt wird.
Wie aus obigen Ausführungen ersichtlich, wirken der Zapfen
46 und das zentrale Halterohr 72 oder die Kombination des
Halterohres 72 und der Trägerscheibe 74 als Ventile für die
Abflußöffnungen 60, 68. Infolgedessen sind keine separaten
Ventileinheiten erforderlich.
In manchen Ausführungsformen kann die Trägerscheibe 74
selbst die zweite Auslaßöffnung 68 versperren, zum Beispiel
in den Fällen, wo ein sehr dünnes zentrales Halterohr 72 ver
wendet wird.
Claims (5)
1. Filteranordnung mit einem Filtergehäuse (30), das einen ersten Ab
flußkanal (60), einen zweiten Abflußkanal (68) und eine erste mit ei
nem Gewinde versehene Eingriffsfläche (34) aufweist, wobei der er
ste Abflußkanal (60) in einer sich in die Filterkammer (28) hinein
erstreckenden, rohrförmigen Wand (62) ausmündet und vom
Schmutzölbereich der Filteranordnung getrennt ist, einem Ab
schlußdeckel (40), der eine zweite mit einem Gewinde versehene
Eingriffsfläche (36), die mit der ersten mit einem Gewinde versehe
nen Eingriffsfläche in Eingriff treten kann, um den Abschlußdeckel
an dem Filtergehäuse zu verankern, sowie einen verlängerten Zap
fen (46) aufweist, der einstückig mit dem Abschlußdeckel ausgebil
det ist, und einem Filterelement (16), das ein Filtermedium und ein
Haltemittel (72) umfaßt, auf welchem das Filtermedium innerhalb
des Filtergehäuses (30) gehaltert ist, wobei sich der Zapfen, wenn
der Abschlußdeckel an dem Filtergehäuse verankert ist, wenigstens
zum Teil in den Abflußkanal (60) hineinerstreckt, so daß die Abfluß
öffnung verschlossen wird, und zugleich das Haltemittel (72) den
zweiten Abflußkanal (68) verschließt.
2. Filteranordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß Haltemittel ein zentrales Halterohr (72) umfaßt, auf
welchem das Filtermedium gehaltert ist und welches den
zweiten Abflußkanal (68) verschließt.
3. Filteranordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Haltemittel eine Trägerscheibe (74) umfaßt, die
das Filtermedium trägt und den zweiten Abflußkanal (68)
verschließt.
4. Filteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Filterelement (16) über das Haltemittel (72) an
dem Abschlußdeckel (40) verankert ist.
5. Filteranordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abschlußdeckel (40) eine Haltewand (54) umfaßt,
in welcher das Haltemittel (72) mit einem Paßsitz veran
kert ist.
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