DE19701066B4

DE19701066B4 - Vorrichtung zum Filtrieren von Öl

Info

Publication number: DE19701066B4
Application number: DE19701066.0A
Authority: DE
Inventors: Christoph Baumann
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 1997-01-15
Filing date: 1997-01-15
Publication date: 2016-12-15
Anticipated expiration: 2017-01-16
Also published as: DE19701066A1; WO1998031449A1

Abstract

Vorrichtung zum Filtrieren von Öl in Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus wenigstens einem Ölkühler (1) mit einem Ölkühlergehäuse (2) und einem Ölkühlereinsatz (3), wobei das Ölkühlergehäuse (2) wenigstens einen Ölkühleröleinlaß (4) und wenigstens einen Ölkühlerölauslaß (5) sowie wenigstens einen Ölkühlerkühlmitteleinlaß (6) und wenigstens einen Ölkühlerkühlmittelauslaß (7) aufweist, wenigstens einem Ölfilter (8) mit einem Gehäuse (9), das wenigstens einen Ölfiltereinlaß (10) und wenigstens einen Ölfilterauslaß (11) aufweist, wobei der Ölkühlerölauslaß (5) mit dem Ölfiltereinlaß (10) kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölkühlergehäuse (2) als Trägerkörper des Ölfilters (8) wirkt und mit der Verbrennungskraftmaschine verbindbar ist, wobei der Ölkühlereinsatz (3) steckbar ausgeführt ist und wobei der Ölkühlereinsatz sowohl am Ölkühleröleinlaß (4) als auch Ölkühlerölauslaß (5) für das Öl jeweils einen kurzen exzentrischen Stutzen aufweist und die Abdichtung der kurzen Stutzen des Ölkühlerölein- und -auslaßes (4, 5) innerhalb der Vorrichtung zum Filtrieren (12) mittels jeweils eines einzigen O-Ringes (13) gegenüber dem Ölkühlergehäuse erfolgt, die ein- bzw. auslaßseitig angebracht sind und im Ölkühlergehäuse (2) das Öl von der Kühlmittelseite trennen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtrieren von Öl nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Eine derartige Vorrichtung ist z. B. aus der DE 533 732 A bekannt, bei der ein Ölfilter mit Kühler für Brennkraftmaschinen derart ausgestaltet ist, daß durch ein doppelwandiges Gehäuse mit einer inneren, beliebige Filtriereinrichtungen enthaltenden Kammer, gereinigtes Öl in die zur Kühlung dienende Außenkammer übertritt.
Weiterhin ist eine derartige Vorrichtung bekannt aus der DE 1 020 831 B , bei der eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Öl und Kühlflüssigkeiten bei Brennkraftmaschinen, insbesondere von Schmieröl und Kühlwasser, unter Verwendung eines Ölfilters und eines Kühlflüssigkeitsfilters dargestellt wird, wobei das Gehäuse des Ölfilters mit einem von der Kühlflüssigkeit durchströmten Mantel umgeben ist.
Des Weiteren ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 93 18 635 U1 ein Plattenwärmetauscher, insbesondere ein Ölkühlmittelkühler bekannt. Dieser besteht aus mehreren aufeinandergestapelten wannenförmigen Wärmetauscherplatten sowie Zu- und Ablaufleitungen für ein erstes Fluid und Zu- und Abfuhrleitungen für ein zweites Fluid, wobei zwischen den einzelnen Platten jeweils abwechselnd das zu kühlende Medium und das Kühlmedium hindurchgeführt werden. Solche Plattenwärmetauscher finden insbesondere Anwendung bei dem Kühlen von Öl einer Verbrennungskraftmaschine. Das Kühlmittel ist zweckmäßigerweise das Kühlwasser des Kühlwasserkreislaufs der Maschine.
Aus der DE 34 44 267 C2 ist ein Flüssigkeitsfilter mit einem einen Filtereinsatz aufnehmenden Gehäuse, das ein Abschlussteil mit Zulauf und Ablauf für die zu filternde Flüssigkeit aufweist, bekannt, wobei der Sockel als Wärmetauscher gestaltet ist. Der Sockel besitzt neben Durchströmkanälen für die zu filternde Flüssigkeit mit einem zentrisch angeordneten, den Abschlusseil über dessen ganze Höhe durchsetzenden Ablaufkanal auch dazu benachbarte weitere Kanäle für ein Tauscherfluid.
Die WO 92/17262 A1 offenbart einen Flüssigkeitsfilter, insbesondere einen Schmierölfilter für einen Verbrennungsmotor, bestehend aus einem trennbaren Filtergehäuse und verschiedenen darin untergebrachten Einzelelementen wie mindestens einem ringförmigen Filterelement, sowie u. a. mehreren Dichtungen und gegebenenfalls verschiedenen Ventilen, die als Überström- und/oder Rücklaufsperrventil ausgebildet sind, wobei ausschließlich das Filterelement austauschbar ist.
Aus der DE 43 22 979 A1 ist ein Ölkühler mit einem zylindrischen Gehäuseteil, einer Trennwand und einem darin enthaltenen inneren Zylinder bekannt, wobei zwischen letzterem und der Trennwand ein Öl-Ringraum und zwischen der Trennwand und dem Gehäuseteil ein Wasser-Ringraum gebildet sind, die gegeneinander abgedichtet sind. Im Inneren des inneren Zylinders ist ein Öl-Filtereinsatz angeordnet. Als Ölfilter bildet der Einsatz selbst das äußere Filtergehäuse. Er enthält nur den Filtereinsatz und ist Träger des Gehäuseteils mit daran befestigtem Filterdeckel.
Will man derartige Baugruppen nun in modernen Kraftfahrzeugen oder anderen mit Verbrennungskraftmaschinen betriebenen Apparaturen einsetzen, so ist daran nachteilig, daß die bekannten Baugruppen über große Außenabmessungen verfügen sowie über ein entsprechend hohes Eigengewicht oder, daß die Konstruktion so aufwendig ist, daß sie aus Kostengründen unrealisierbar bleibt.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine Vorrichtung entsteht, die einfacher zu fertigen und zu montieren, kleiner in den Abmessungen, leichter und billiger ist, bei stets sicherem Betrieb.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Oberbegriff des Hauptanspruchs durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Von Vorteil ist hierbei, daß sowohl die Herstellungskosten der einzelnen Funktionseinheiten als auch die Kosten der Endmontage reduziert werden.
Die Erfindung sieht vor, daß das Ölkühlergehäuse als Trägerkörper des Ölfilters wirkt, mittels diesem die Vorrichtung mit der Verbrennungskraftmaschine verbindbar ist. Dieser Trägerkörper gibt der Vorrichtung eine Struktur, die einerseits die Verbindung der Vorrichtung mit der Verbrennungskraftmaschine definiert als auch die Anordnung der einzelnen Bauteile der Vorrichtung zueinander. Hierbei nimmt der Tragkörper sowohl den Filter als auch den Kühler auf, was zu Kosteneinsparungen bei den Werkzeugkosten führt. Teilen sich sowohl der Kühler als auch der Filter Gehäuseteile, so reduzieren sich die Abmessungen der Vorrichtung, was sie leichter, kleiner und billiger macht, da sie zu einer einzigen Funktionseinheit zusammengefaßt sind.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Ölkühlergehäuse und das Gehäuse des Ölfilters ineinander steckbar ausgeführt sind, was zu Erleichterungen bei der Montage führt. Weiter kann man erfindungsgemäß vorsehen, daß der Ölkühlereinsatz steckbar ausgeführt ist, was ihn in einem bestehenden Gehäuse einsetzbar macht und weitere Kosten reduzieren hilft, ebenfalls ergeben sich weitere Montagevereinfachungen.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß wenigstens ein Bauteil des Moduls aus Kunststoff besteht. Selbst die komplette Ausführung der Vorrichtung und seiner Bauteile aus Kunststoff ist denkbar, wobei die Ausrüstung des Kunststoffs in der Weise erfolgt, daß er insbesondere im Bereich des Kühlers wärmeleitend ist. Die Ausführung der Vorrichtung in Kunststoff führt zwangsläufig zu Kosteneinsparungen und Gewichtsreduzierungen sowie in der Folge zu einem niedrigeren Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine im Betrieb, da es von Vorteil ist, ein Teil derart auszugestalten, daß es mehrere Funktionen übernimmt, um so die Anzahl der benötigten Teile in einem Fahrzeug zu reduzieren.
Weiter kann man erfindungsgemäß vorsehen, daß der Kunststoff wärmeleitfähig ausgerüstet ist, was zu einer Leistungssteigerung des Kühlers führt.
In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß der Ölkühler ein Gegenstromkühler ist, was zu optimalen Kühlergebnissen führt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß ein Medium vorgesehen ist, das gleichzeitig Filtrierwirkung aufweist und Wärme leitet und/oder Turbulenz erzeugt. Von Vorteil ist daran, daß der Kühler eine zusätzliche Filterfunktion für das zu kühlende Medium übernimmt, was die Filterleistung erhöht oder die Bauhöhe, bzw. das Gewicht weiter reduziert, es werden Kosten und Bauraum gespart. Alternativ ist das Filtermittel ein Metallvlies, welches sowohl eine Filterwirkung als auch eine Turbulenzwirkung aufweist. Insbesondere die Turbulenzwirkung ist für eine optimale Wärmeübertragung an das Kühlmedium erforderlich. Die gute Wärmeleitfähigkeit des Metalls ergibt eine gute Wärmeübertragung und eine wirksame Filtrierung des zu kühlenden Mediums. Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, Kühler und Filtermittel nebeneinander anzuordnen. Dies hat den Vorteil eines besonders einfachen Aufbaus, da in ein bestehendes Kühlerelement lediglich in oder neben dem Filtermittel angebracht werden muß. Das Filtermittel kann auch aus gesintertem Kunststoffgranulat gebildet werden. Solches Kunststoffgranulat ist bezüglich seiner Porosität auf die geforderte Filterwirkung einstellbar. Außerdem kann das Kunststoffgranulat mit metallischen Inhaltsstoffen versehen werden, so daß auch hier eine gute Wärmeleitfähigkeit erzielbar ist.
Weiterbildungsgemäß ist die Vorrichtung seriell aufgebaut. Zwischen Ölkühleröleinlaß und dem Ölfilterauslaß befindet sich der Ölkühlereinsatz und das Filtermittel sowie evtl. erforderliche Abstandshalter. Sowohl der Ölkühlereinsatz als auch das Filtermittel sind jeweils einzelne Elemente, die z. B. in eine beliebige Höhe aufeinander stapelbar sind, so daß sowohl die Kapazität des Filters als auch die Kapazität des Kühlers an die Erfordernisse der jeweiligen Verbrennungskraftmaschine angepaßt werden kann.
Weiter kann man erfindungsgemäß vorsehen, daß die Abdichtung des Ölkühlereinsatzes im Ölkühlergehäuse mittels einem oder mehreren O-Ringen erfolgt, was die Abdichtung einerseits einfach und billig macht, andererseits wird sie, insbesondere, da lediglich die Stutzen geringen Durchmessers betroffen sind, besonders sicher.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:
1a einen Schnitt durch eine Vorrichtung
1b eine Vergrößerung des Details X
1c eine nicht beanspruchte Variante mit zwei O-Ringen des Details X
2a einen Schnitt durch einen steckbaren Ölkühler
2b eine Ansicht entlang der Linie A-A
Wie in der 1a dargestellt, besteht die Vorrichtung zum Filtrieren von Öl aus einem Ölkühler 1. Dieser Ölkühler besteht aus einem Ölkühlergehäuse 2, welches wiederum einen Ölkühlereinsatz 3 beinhaltet. Auf der der nicht extra dargestellten Verbrennungskraftmaschine zugewendeten Seite befindet sich ein Ölkühleröleinlaß 4, der mit von der Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung gestelltem Roh-Öl versorgt wird. Dieses Roh-Öl durchströmt den Ölkühlereinsatz, wobei es auf diesem Weg einen Teil seiner Wärmeenergie abgibt. Nachdem das Roh-Öl den Ölkühlereinsatz durchströmt hat, gelangt es durch den Ölkühlerölauslaß 5 in den Bereich des Ölfilters 8. Der Ölfilter 8 umfaßt ein Gehäuse 9 sowie einen Ölfiltereinlaß 10, einen Ölfilterauslaß 11 und ein Filtermittel 17. Im Bereich des Ölkühlerauslasses 5 existiert ein mit diesem kommunizierender Ölfiltereinlaß 10, durch welchen das gekühlte Roh-Öl in das Ölfilter 8 gelangt. Im Gehäuse 9 des Ölfilters 8 trennt das Filtermittel 17 die Roh- von der Rein-Ölseite dichtend ab. Nachdem das Öl das Filtermittel 17 passiert hat und alle abzuscheidenden Rückstände an diesem zurückgelassen hat, verlässt das gereinigte Öl die Vorrichtung zum Filtrieren 12 durch den Ölfilterauslaß 11, welcher mit der Verbrennungskraftmaschine kommuniziert, insbesondere mit deren Ölversorgungsleitungen, die hier nicht extra dargestellt sind. Das Kühlmittel des Ölkühlers 1, das dem Kühlmittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine entnommen ist und das zum Abtransport der Wärmeenergie des Öls dient, tritt mittels des Ölkühlerkühlmitteleinlaß 6 in diesen, bzw. in dessen Ölkühlereinsatz 3 ein. Im Ölkühler, bzw. dem Ölkühlereinsatz 3 erfolgt der Wärmeübergang im Gegenstrom. Nachdem das Kühlmittel die Wärmeenergie des Öls augenommen hat, verläßt es den Ölkühler, bzw. dessen Ölkühlereinsatz 3 über den Ölkühlerkühlmittelauslaß 7 und gelangt von dort aus zum Kühler der nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine. Die Abdichtung der kurzen Stutzen des Ölkühlerein- bzw. -auslasses 4, 5 innerhalb der Vorrichtung zum Filtrieren 12 erfolgt mittels O-Ringen 13, die ein- bzw. auslaßseitig angebracht sind und im Ölkühlergehäuse 2 das Öl- von der Kühlmittelseite trennen. Die Verbindung von Ölkühlergehäuse 2 und dem Gehäuse 9 des Ölfilters erfolgt mittels eines Gewindes, die Abdichtung mittels eines O-Rings 13. Die Verbindung der Vorrichtung zum Filtrieren 12 mit der Verbrennungskraftmaschine, die nicht dargestellt ist, erfolgt mittels Adapter 14, welcher wiederum von Schrauben 15 unterstütz wird. Die Abdichtung zwischen Adapter 14 und der Vorrichtung zum Filtrieren erfolgt mittels einer dazwischen angebrachten Flachdichtung 16.
1b zeigt eine Vergrößerung des Details X aus 1a. Hierbei wird dargestellt, wie im Bereich des Ölkühlerölauslaß 5 zur sicheren Trennung des Kühlmittelbereiches vom Ölkreislauf eine O-Ringdichtung 13 so auf dem kurzen Stutzen des Ölkühlereinsatzes angeordnet ist, daß die Dichtwirkung radial erfolgt.
1c zeigt eine nicht erfindungsgemäße Ausrührung mit 2 O-Ringen in einer Vergrößerung des Details X aus 1a. Auch hier wird dargestellt, wie im Bereich des Ölkühlerölauslaß 5 zur sicheren Trennung des Kühlmittelbereiches vom Ölkreislauf O-Ringdichtungen 13 auf dem kurzen Stutzen des Ölkühlereinsatzes angeordnet sind, daß die Dichtwirkung radial erfolgt. Die Anordnung der einen oder der beiden O-Ring-Dichtungen 13 im Bereich des Ölkühlerauslaß 5 sind, obwohl nicht extra dargestellt, identisch auf den Stutzen des Ölkühleröleinlaß 4 anzuwenden.
In 2a wird ein Schnitt durch einen, zwischen ein bestehendes Ölfilter und eine Verbrennungskraftmaschine steckbaren Ölkühler 1 dargestellt. Der Ölkühler 1 besteht ebenfalls wie in 1a dargestellt aus einem Ölkühlergehäuse 2, in dem sich ein Ölkühlereinsatz 3 befindet. Der Ölkühlereinsatz weist einen Ölkühleröleinlaß 4 sowie einen Ölkühlerölauslaß 5 auf, über die das zu kühlende Öl Ein- bzw. Auslaß findet. Das Kühlmittel, das dem Kühlmittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine entnommen ist, gelangt mittels dem Ölkühlerkühlmitteleinlaß 6 in den Ölkühler, bzw. dessen Ölkühlereinsatz 3, in dem es im Gegenstrom die abzuführende Wärmeenergie des Roh-Öls im Gegenstrom aufnimmt und über den Ölkühlerkühlmittelauslaß 7 wieder in den Külkreislauf der Verbrennungskraftmaschine aus dem Ölkühlereinsatz 3 des Ölkühlers 1 austrägt. Das gekühlte Öl gelangt mittels Ölkühlerölauslaß 5 zum Ölfiltereinlaß des nicht dargestellten, in 1a sichtbaren Ölfilter, in dem es gefiltert den Weg zurück zur Verbrennungskraftmaschine, bzw. deren Schmierstellen über den Ölfilterauslaß 11 findet. Der Ölfilterauslaß 11 ist sowohl in dieser Darstellung als auch in 1a zentral durch das Ölkühlergehäuse 2 hindurchgeführt. Die Abdichtung der kurzen Stutzen des Ölkühlerein- bzw. -auslasses 4, 5 innerhalb der Vorrichtung zum Filtrieren 12 erfolgt mittels O-Ring 13, die ein- bzw. auslaßseitig angebracht sind und im Ölkühlergehäuse 2 das Öl- von der Kühlmittelseite trennen. Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind die in den 1b und 1c dargestellten Dichtungs-Varianten einsetzbar.
In 2b wird eine Ansicht entlang der Linie A-A dargestellt. Zu sehen ist hier, die zentrale Durchleitung des Ölfilterauslaß 11 durch das Ölkühlergehäuse 2 des Ölkühlers 1. Unterhalb des Ölfilterauslaß 11 ist der Ölkühlerauslaß 5 angeordnet, der mit dem nichtsichtbaren Ölfiltereinlaß 10 des in 1a dargestellten Ölfilters 8 kommuniziert.

Claims

Vorrichtung zum Filtrieren von Öl in Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus wenigstens einem Ölkühler (1) mit einem Ölkühlergehäuse (2) und einem Ölkühlereinsatz (3), wobei das Ölkühlergehäuse (2) wenigstens einen Ölkühleröleinlaß (4) und wenigstens einen Ölkühlerölauslaß (5) sowie wenigstens einen Ölkühlerkühlmitteleinlaß (6) und wenigstens einen Ölkühlerkühlmittelauslaß (7) aufweist, wenigstens einem Ölfilter (8) mit einem Gehäuse (9), das wenigstens einen Ölfiltereinlaß (10) und wenigstens einen Ölfilterauslaß (11) aufweist, wobei der Ölkühlerölauslaß (5) mit dem Ölfiltereinlaß (10) kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölkühlergehäuse (2) als Trägerkörper des Ölfilters (8) wirkt und mit der Verbrennungskraftmaschine verbindbar ist, wobei der Ölkühlereinsatz (3) steckbar ausgeführt ist und wobei der Ölkühlereinsatz sowohl am Ölkühleröleinlaß (4) als auch Ölkühlerölauslaß (5) für das Öl jeweils einen kurzen exzentrischen Stutzen aufweist und die Abdichtung der kurzen Stutzen des Ölkühlerölein- und -auslaßes (4, 5) innerhalb der Vorrichtung zum Filtrieren (12) mittels jeweils eines einzigen O-Ringes (13) gegenüber dem Ölkühlergehäuse erfolgt, die ein- bzw. auslaßseitig angebracht sind und im Ölkühlergehäuse (2) das Öl von der Kühlmittelseite trennen.
Vorrichtung zum Filtrieren von Öl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölkühlergehäuse (2) und das Gehäuse (9) des Ölfilters (8) ineinander steckbar ausgeführt sind.
Vorrichtung zum Filtrieren von Öl, nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Vorrichtung (12) aus Kunststoff besteht.
Vorrichtung zum Filtrieren von Öl nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff wärmeleitfähig ausgerüstet ist.
Vorrichtung zum Filtrieren von Öl nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölkühler (1) ein Gegenstromkühler ist.
Vorrichtung zum Filtrieren von Öl nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein Medium umfasst, das gleichzeitig Filtrierwirkung aufweist und Wärme leitet und/oder Turbulenz erzeugt.
Vorrichtung zum Filtrieren von Öl nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung mittels O-Ring (13) radial erfolgt.