DE19801349A1 - Hauptfilter für ein Aggregat, wie einen Motor, und Aggregat mit einem Hauptfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hauptfilter für ein Aggre­ gat, wie einen Motor, zum Reinigen des Öls des Aggregats, mit einem Filtergehäuse, und ein Aggregat, insbesondere einen Motor, mit einem ein Filtergehäuse aufweisenden Hauptfilter zum Reinigen des Öls des Aggregats.

Zur Reinigung des Motoröls ist unmittelbar am Motor bzw. an dessen Gehäuse ein sogenannter Hauptfilter angeordnet. Dieser weist im Inneren ein relativ grobes flächiges Sieb auf, in dem ebenfalls lediglich grobe Teilchen zurückgehalten werden. Das Sieb ist fest im Gehäuse des Hauptfilters eingeschlossen, welches nicht ohne Zerstö­ rung der Gehäusewandungen zu öffnen ist. Wenn das Sieb verschmutzt und damit verstopft ist und ausgewechselt werden muß, so muß der gesamte sogenannte Hauptfilter einschließlich Gehäuse ausgewechselt werden. Dies ist mit erheblichen Kosten verbunden.

Darüber hinaus kann ein solches Sieb, wie es bisher vorgesehen ist, keine hinreichende Reinigungswirkung des Öls erreichen. Das Öl wird nach ca. 15.000 km unbrauchbar und muß dann völlig ausgetauscht werden. Dies liegt unter anderem an der Bildung von Feuchtigkeit, welche wiederum beim Betrieb gemeinsam mit gecrackten Bestandteilen des Öls zu Säuren führen kann, die den Motorblock, insbeson­ dere auch bei der entstehenden Hitze, angreifen können.

Auch in Hydraulikanlagen unterliegt das Hydrauliköl Verschmutzungen, beispielsweise durch Abrieb an von ihm geschlossenen Teilen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hauptfilter für ein Aggregat und ein Aggregat mit Haupt­ filter zu schaffen, die eine wesentlich bessere Reinigung des Öls bewirken und damit über eine äußerst lange Zeit die Ausgangsqualität des Öls aufrechterhalten, so daß die Ölwechselintervalle wesentlich verlängert werden können, d. h. die Notwendigkeit eines Ölwechsels wesentlich he­ rausgeschoben werden kann.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe mit einem Hauptfilter für ein Aggregat bzw. ein Aggregat mit Haupt­ filter der eingangs genannten Art gelöst, welche dadurch gekennzeichnet sind, daß das Filtergehäuse mindestens zwei zerstörungsfrei trennbar verbundene Gehäuseteile aufweist, daß im Filtergehäuse eine räumliche, das Fil­ tergehäuse weitgehend ausfüllende, auswechselbare Filter­ einheit angeordnet ist und daß ein Anschluß zur unmittel­ baren Verbindung des Filtergehäuses mit dem Aggregat vorgesehen ist.

Das Aggregat kann ein Verbrennungsmotor, eine Pumpe einer Hydraulikanlage oder dergleichen sein.

Im Gegensatz zum bisherigen sogenannten Hauptfilter mit einem Sieb sieht die Erfindung einen Hauptfilter mit einer echten Filtereinheit vor, die nicht lediglich ein flaches oder zweidimensionales Gebilde ist, sondern vielmehr ein räumliches oder dreidimensionales Gebilde, welches den Innenraum des Filtergehäuses nahezu vollstän­ dig - bis auf einen Hinleitungs- oder Rückleitungsdurch­ laß - einnimmt. Durch die räumlich-dreidimensionale Ausgestaltung des eigentlichen Filters kann eine hohe und optimale Filterwirkung erreicht werden. Insbesondere können Filter wie auf Zellulose- oder Drahtgewirrlagen- Basis eingesetzt werden, die eine wesentlich höhere Filterwirkung haben als bisher bekannte Sieb-Filter. Es können Filter eingesetzt werden, die Teilchen bis in den Bereichen von wenigen Mikrometern aus filtern und damit eine Reinigung bis in den µm-Bereich erzielen. Wenn in vorteilhafter Ausgestaltung Filter auf Zellulose-Basis eingesetzt werden, so werden im Motoröl vorhandene bzw. gebildete Feuchtigkeitsanteile im Filtermaterial zurück­ gehalten. Bei Einsatz des erfindungsgemäßen Filters hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß keinerlei Säuren im Motoröl gebildet werden. Dies dürfte daran liegen, daß, insbesondere wenn ein Filtermaterial auf Zellulose-Basis eingesetzt wird, Feuchtigkeitsanteile im Motoröl im Filter zurückgehalten werden. Durch die nahe Anbindung des Hauptfilters am Motor wird dieser und damit in ihm befindliche Feuchtigkeit bis über 100° erhitzt, wodurch wäßrige Feuchte verdampft und der Dampf durch gasdurchlässige, aber flüssigkeitsdichte Leckagebereiche, beispielsweise zwischen Kolben und Zylinder, austritt. Auch kann in äußerst bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen sein, daß der erfindungsgemäße Hauptfilter mit einer gas- bzw. dampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen, druckfesten Membran versehen ist.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, daß die Filtereinheit einen inneren Durchlaß für das Öl aufweist, der von einem Filter umgeben ist, wobei insbesondere die Gehäuseteile mit dem Durchlaß der Fil­ tereinheit verbindbare Durchlässe aufweisen und der Durchlaß eines der Gehäuseteile den Anschluß zum Motor aufweist und von einer Ringdichtung umgeben ist.

In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die Gehäuseteile im Inneren des Filtergehäuses zum Filter hin offene Ringnuten aufweisen und zwischen den Durchlaß des einen Gehäuseteils und einer diesen umgebenden Ringdich­ tung ein Ringraum gebildet ist, der mit den Ringnuten des fraglichen Gehäuseteils in Fluidverbindung steht, sowie daß der Durchlaß eines der Gehäuseteile über Radialdurch­ lässe mit den Ringnuten in Fluidverbindung steht.

Während das unmittelbar mit dem Aggregat, wie einem Motor verbundene Gehäuseteil, das Anschlußgehäuseteil, ggf. fest und unlösbar mit dem Aggregat verbunden sein kann, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung vor, daß der Anschluß als Gewindeanschluß ausgebildet ist. Die Ringdichtung kann verschiedenartige Querschnitte aufweisen. Als beson­ ders vorteilhaft hat sich ein runder Querschnitt heraus­ gestellt.

Wenn gemäß weiterer Ausgestaltung vorgesehen ist, daß die Filtereinheit über Gewinde zumindest mit dem Durchlaß eines der Gehäuseteile verbindbar ist, so kann das Ein­ bringen und Herausnehmen der Filtereinheit bei geöffnetem Filtergehäuse erleichtert werden, da hierdurch bewirkt werden kann, daß die Filtereinheit bei Öffnen des Filter­ gehäuses in gewünschter Weise mit einem Teil desselben verbunden bleibt, vorzugsweise mit einem Teil, das nur eine kurze Mantelwandung aufweist, so daß die Filterein­ heit die Mantelwandung überragt und daher an ihr zum Lösen und Entfernen angegriffen werden kann.

Während das Gehäuse grundsätzlich aus Stahl bestehen kann, ist in bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen, daß das Gehäuse aus Kunststoff, insbesondere einem hochtempe­ raturbeständigen Kunststoff besteht, wobei die Beständig­ keit des Kunststoff-Gehäusematerials zwar deutlich über 100° liegen sollte, aber auch nicht 200° überschreiten muß; durch geeignete Isolationsmaßnahmen kann erreicht werden, daß der Hauptfilter zwar über 100° zur Verdamp­ fung der in ihm befindlichen Feuchtigkeit aufgeheizt wird, aber auch bei einer maximalen Motortemperatur nicht über eine vorgegebene Maximaltemperatur des Hauptfilters, die deutlich unter 200° gewählt werden kann, hinausgeht.

In bevorzugter Ausgestaltung ist das nicht unmittelbar mit dem Aggregat verbundene Gehäuseteil auf seiner Stirn­ seite mit einem Mehrkant versehen, so daß es mittels eines Schraubschlüssels von dem anderen Gehäuseteil abgeschraubt werden kann.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschrei­ bung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausgestaltung eines mit einem Verbrennungsmotor (lediglich teilweise dargestellt) als Aggregat verbundenen Hauptfilters;

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend II-II der Fig. 1; und

Fig. 3 eine gegenüber der Ausgestaltung der Fig. 1 andere Ausbildungsform des Filtergehäuses eines erfindungsgemä­ ßen Hauptfilters.

Die Erfindung wird in folgendem anhand eines Verbren­ nungsmotors als Aggregat beschrieben.

Mit 1 ist der Motor beispielsweise eines Kraftfahrzeugs bezeichnet. Dieser weist einen Auslaß 2 für das Motoröl mit einem Verbindungselement 3 zum Anschluß einer Reini­ gungseinrichtung, wie eines Siebes oder Filters, auf. Weiterhin sind Durchlässe 4 in der Wandung 6 des Motors vorgesehen. Die Durchlässe 2, 4 können jeweils als Ein- oder Auslässe fungieren, je nach Strömungsrichtung des Motoröls. Die Führung des Motoröls im Inneren des Motors ist die übliche und nicht näher dargestellt.

Unmittelbar am Motor 1 ist fluiddicht ein Hauptfilter 7 angeflanscht. Er weist ein Filtergehäuse 8 auf, das zwei Gehäuseteile 9, 11 hat. Die Gehäuseteile 9, 11 sind zerstörungsfrei lösbar miteinander verbunden, beispiels­ weise über eine Gewindeverbindung 12.

Eines der Gehäuseteile, das Anschlußgehäuseteil 9, weist einen Anschluß 13, beispielsweise in Form eines Innenge­ windes, zur Verbindung mit dem Motor 1 auf. Der Anschluß 13 ist durch eine Ringdichtung 14 umgeben. Die Befesti­ gung des Hauptfilters 7 mit dem Motor 1 erfolgt dadurch, daß der Anschluß 13 - Innengewinde - mit einem Gewinde des am Motor 1 befindlichen Verbindungselements 3 ver­ schraubt wird, wodurch die Ringdichtung 14 gegen die Wandung 6 des Motors verspannt wird und zwischen Anschluß 13 bzw. Verbindungselement 3 sowie Ringdichtung 14 ein fluiddichter Ringraum 16 gebildet wird.

Während bei der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung das Verbindungselement 3 als festes oder lösbares Teil des Motors 1 beschrieben wurde, kann es in gleicher Weise ein festes oder lösbares Teil des Hauptfilters 7 bzw. des Filtergehäuses 8 desselben sein und insofern den Anschluß 13 bilden. Das Verbindungselement 3 kann vorzugsweise eine mit einem zentralen Durchlaß versehene Doppelgewin­ debuchse sein, deren eines Gewindeteil 3a in den Anschluß 13, dessen anderes Gewindeteil 3b in eine Gewindebohrung des Durchlasses 2 des Motors 1 eingeschraubt wird.

Wesentlich ist, daß der Hauptfilter 7 bzw. sein Gehäuse 8 lediglich unter Zwischenlage der Dichtung 14 unmittelbar gegen die Wandung 6 des Motors 1 verspannt ist.

Der zwischen Anschluß 13 und Ringdichtung 14 gebildete Ringraum 16 steht, wie sich aus Vorstehendem ergibt, einerseits in Fluidverbindung mit den Durchlässen 4 in der Wandung 6 des Motors 1. Weiterhin sind im Anschlußge­ häuseteil 9 des Filtergehäuses 8 vom Inneren desselben zum Ringraum 16 führende Bohrungen 17 vorgesehen. Im Inneren des Filtergehäuses 8 münden diese im dargestell­ ten Ausführungsbeispiel in einer von mehreren zum Inneren des Filtergehäuses 8 offenen Ringnuten 18, die miteinan­ der durch Kanäle oder Bohrungen in Verbindung stehen können.

Entsprechende Ringnuten 19 sind ebenfalls in der Stirn­ wandung 21 des anderen Gehäuseteils 11, eines Umlenkge­ häuseteils für das durch den Filter fließende Motoröl, ausgebildet. Auch diese Ringnuten 19 stehen untereinander über Kanäle oder Durchlässe in Verbindung. Die innerste Ringnut steht über Radialdurchlässe 23 mit einem axialen Haupt-Durchlaß des Umlenkgehäuseteils 11 in Fluidverbin­ dung, der mit einem entsprechenden Haupt-Durchlaß 26 im ersten Gehäuseteil, dem Anschlußgehäuseteil, fluchtet.

Die Durchlässe 24, 26 sind von Ringstutzen 27, 28 umge­ ben, die im dargestellten Ausführungsbeispiel Außengewin­ de aufweisen. Sie können aber auch glatt ausgebildet sein.

Zum Filtern des Motoröls befindet sich im Filtergehäuse 8 als Bestandteil des Hauptfilters 7 eine Filtereinheit 29. Die Filtereinheit 29 weist einen Durchlaß 31, der durch ein ihn umgebendes Rohrteil 32 gebildet ist, auf. Dieses ist wiederum von dem eigentlichen Filter umgeben.

Wenn die Rohrstutzen 27, 28 mit Außengewinden versehen sind, so ist das Rohrteil 22 in seinen Endbereichen mit Innengewinden versehen, so daß es mit den Außengewinden der Rohrstutzen 27, 28 mittels Verschraubung verbunden werden kann. Alternativ, wenn keine Gewinde vorgesehen sind, kann eine Verbindung der Rohrstutzen 27, 28 und des Rohrteils 32 auch lediglich durch Zusammenstecken erfol­ gen.

Die Filtereinheit 29 füllt das Innere des Filtergehäuses 28 vollständig aus. Insbesondere liegen die Stirnseiten des Filters 33 dicht an den inneren Stirnwandungen der Gehäuseteile 9, 11 und die Mantelwandung des Filters 33 dicht an der inneren Mantelwandung des Filtergehäuses 8 - bei der Ausführungsform der Fig. 1 der Innenwandung des Gehäuseteils 11 - an.

Während bei der Ausgestaltung der Fig. 1 das Gehäuseteil 11 zylinderförmig ausgebildet ist und eine sich über eine große Höhe erstreckende Zylindermantelwandung aufweist, die die Filtereinheit 29 aufnimmt, und das Gehäuseteil 9 lediglich ein kurzes Deckteil ist, dessen Mantelwandung nur so weit ausgebildet ist, daß hier ein Gewinde zur Verbindung mit dem Gehäuseteil 11 vorgesehen sein kann, sind die Verhältnisse bei der Ausgestaltung der Fig. 3 gerade umgekehrt. Hier weist das Gehäuseteil 9 - das Anschlußgehäuseteil - eine hohe Zylindermantelwandung 41 auf, während das Gehäuseteil 11 - das Umlenkgehäuseteil - nur mit einer kurzen Zylindermantelwandung 42 versehen ist, so daß das Gehäuseteil 9 mit der Zylindermantelwan­ dung 41 die Filtereinheit 29 nahezu vollständig aufnimmt.

Der erfindungsgemäße Hauptfilter wird folgendermaßen eingesetzt:
Das Gehäuseteil 9, das Anschlußgehäuseteil, wird werks­ seitig oder nachträglich mit dem Motor 1 verbunden. Anschließend wird bei der Ausgestaltung der Fig. 1 die Filtereinheit 29 mit dem Anschlußstutzen 27 durch Ver­ schrauben verbunden. Im weiteren wird das Gehäuseteil 11 über die Filtereinheit 29 gestülpt, bis die Gewindeteile der Gewindeverbindung 12 in Eingriff kommen. Dann werden die Gehäuseteile 9 und 11 über die Gewindeverbindung 12 miteinander verschraubt.

Zum Reinigen und Filtern wird das Öl vom Motor 1 her entweder durch den Durchlaß 2, den Durchlaß 31 und über die Durchlässe 23 und die Ringnuten 19 sowie den Filter 33 zu den Durchlässen 17 und über den Ringraum 16 und die Durchlässe 4 zurück in den Motor gepumpt oder aber über den umgekehrten Weg.

Zum Auswechseln der Filtereinheit 29 wird das Gehäuseteil 11 vom Gehäuseteil 9 abgeschraubt. Die Filtereinheit 29 selbst wird durch die Gewindeverbindung mit dem Gehäuse­ teil 9 zunächst an diesem gehalten und kann nach Entfer­ nen des Gehäuseteils 11 durch Abschrauben entfernt wer­ den. Ein neue Filtereinheit wird in der beschriebenen Weise wieder angebracht.

Bei der Ausgestaltung der Fig. 3 wird die Filtereinheit 29 mit dem Gehäuseteil 11 durch die vorgesehene Schraub­ verbindung verbunden. Anschließend wird zunächst sie in das Gehäuseteil 9 eingesteckt, bis die Gewindeverbindung 12 der Gehäuseteile 9, 11 in Eingriff kommt. Durch Ver­ schrauben werden die beiden Gehäuseteile 9, 11 fest verbunden. Das Filterelement 29 steckt dabei auf dem Stutzen 27.

Die Reinigung des Motoröls erfolgt in der unter Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Weise. Zum Auswechseln der Filter­ einheit 29 wird das Gehäuseteil 11 vom Gehäuseteil 9 abgeschraubt, wobei die Filtereinheit 29 durch die er­ wähnte Gewindeverbindung am Gehäuseteil 11 gehalten wird. Nach vollständigem Trennen der Gehäuseteile 9, 11 und Entnehmen der Filtereinheit 29 aus dem Gehäuseteil 9 kann sie vom Gehäuseteil 11 durch Abschrauben entfernt werden. Eine neue Filtereinheit wird in der beschriebenen Weise wieder vorgesehen.

Claims (17)

1. Hauptfilter für ein Aggregat, wie einen Motor, zum Reinigen des Öls des Aggregats, mit einem Filterge­ häuse, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergehäuse (8) mindestens zwei zerstörungsfrei trennbar verbun­ dene Gehäuseteile (9, 11) aufweist, daß im Filterge­ häuse (8) eine räumliche, das Filtergehäuse (8) weitgehend ausfüllende, auswechselbare Filtereinheit (29) angeordnet ist und daß ein Anschluß (13) zur unmittelbaren Verbindung des Filtergehäuses (8) mit dem Aggregat (1) vorgesehen ist.

2. Hauptfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheit (29) einen inneren Durchlaß (31) für das Öl aufweist, der von einem Filter (33) umgeben ist.

3. Hauptfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gehäuseteile (9, 11) mit dem Durchlaß (31) der Filtereinheit (29) verbindbare Durchlässe (24, 26) aufweisen.

4. Hauptfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß (26) eines der Gehäuseteile (9) den Anschluß (13) zum Motor (1) aufweist und von einer Ringdichtung (14) umgeben ist.

5. Hauptfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (9, 11) im Inneren des Filtergehäuses (8) zum Filter (33) hin offene Ringnuten aufweisen.

6. Hauptfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Durchlaß des einen Gehäuseteils (9) und einer diesen umgeben­ den Ringdichtung (14) ein Ringraum (16) gebildet ist, der mit den Ringnuten (18) des fraglichen Gehäuseteils (9) in Fluidverbindung steht.

7. Hauptfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß (24) eines der Gehäuseteile (11) über Radialdurchlässe (23) mit den Ringnuten (19) in Fluidverbindung steht.

8. Hauptfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (13) als Gewindeanschluß ausgebildet ist.

9. Hauptfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtung (14) runden oder mehreckigen Querschnitt aufweist.

10. Hauptfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheit (29) über Gewinde zumindest mit dem Durchlaß (24, 26) eines der Gehäuseteile (9, 11) verbindbar ist.

11. Hauptfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus Stahl oder Kunststoff besteht.

12. Hauptfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuseteil (11) außenseitig mit einem Mehrkantansatz (35) versehen ist.

13. Hauptfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmaterial des Filters Zellulose ist.

14. Hauptfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (33) aus einer Drahtwirrlage sehr feinen Drahtes besteht.

15. Hauptfilter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erfindungsgemäße Hauptfilter mit einer gas- bzw. dampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen, druckfesten Membran versehen ist.

16. Aggregat, insbesondere Motor mit einem ein Filterge­ häuse aufweisenden Hauptfilter zum Reinigen des Öls des Aggregats, dadurch gekennzeichnet,
daß das Filtergehäuse (8) mindestens zwei zerstörungsfrei trennbar verbundene Gehäuseteile (9, 11) aufweist,
daß im Filtergehäuse (8) eine räumliche, das Filter­ gehäuse (8) weitgehend ausfüllende, auswechselbare Filtereinheit (29) angeordnet ist und
daß ein An­ schluß (13) zur unmittelbaren Verbindung des Filter­ gehäuses (8) mit dem Aggregat (1) vorgesehen ist.

17. Aggregat nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptfilter nach einem der Ansprüche 2 bis 15 ausgebildet ist.