DE2025215A1

DE2025215A1 - Überströmventil für oder an einer Filtervorrichtung

Info

Publication number: DE2025215A1
Application number: DE19702025215
Authority: DE
Inventors: Donald Irving Warwick; Mahdesyan Martin Pawtucket; R.I.; Yeo Earl Sinclair Attleboro Mass.; Thornton (V.St.A.)
Original assignee: Pram Corp., East Providence, R.I. (V.St.A.)
Priority date: 1969-05-26
Filing date: 1970-05-23
Publication date: 1970-12-03
Also published as: US3567022A; ES378622A1; FR2048796A5; NL7005202A; DE2025215B2; GB1305978A; BE750751A; JPS5132148Y1; SE363158B; CH511628A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. W.SCHALK· DIPL.-1NG. P. WlRTH .· DIPL.-ING.G. DANNENBERG DR. V. SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WEI N HOLD · DR. D. GUDEL

6 FRANKFURT AM MAIN

OR. CIlCHiNHtIMER STKAftSE »9

PW/ki 22. Mai 1970

PRAM CORPORATION
East Providence
Rhode Island / USA

Überströmventil für oder an einer Filtervorrichtung

Die Erfindung besieht sich auf sin Überström- bzw, Entlastungsbzw. Druckbegrenzungsventil für eine Piltervorrichtung(oder an einer Filtervorrichtung, d.h. eingebaut in eine filtervorrichtung) der- nachstehend angegebenen bekannten Art. Demgemäß erstreckt sich die Erfindung auch auf eine solche mit dem Überstrom- bzw. Entlastungsventil versehene Filtervorrichtung als solche. '

Die Erfindung bezweckt in diesem Zusammenhang, ein Überströmventil zu schaffen, das zuverlässig arbeitet und billig zu fertigen ist, und es soll vorzugsweise gemäß der Erfindung zugleich als Rückschlagventil gegen Leerlai&ndes Tentilgehäuses, (wenn der Zuführungsdruck des Mediums aufhört,) ausgebildet sein, das am Einlaß einer normalen PiIbervorrichbung angebracht 1st· Die Erfindung bezieht sich daher auch auf ein solches mit einer Filtervorrichtung dar naohobehend genannten Art und voj?JBUgHwelöa aiioh mit d«m Üboi?B kohärent 11 kombinier b»s HUok--

schlagventil» wobei auch das Bückschlagventil und seine Kombination mit dem Überströmventil au3 einer Mindenfczahl von Einzelteilen zusammengesetzt sein soll^, die über den ganzen Bereich normaler Betriebsbedingungen in der gewünschten Weise arbeiten sollen.

Zur Erreichung dieser Ziele geht die Erfindung von einem Überstrom- bzw. Entlastunga- oder Druckbegrenzungsventil aus, das für eine Filtervorrichtung bestimmt oder an einer Filtervorrichtung angebracht ist, bei der ein rohrförmiges, von außen nach innen durchströmtes Filterelement in einem Gehäuse angeordnet ist, das an seinem einen Ende mit einer Einlaßöffnung und einer zentralen Auslaßöffnung für das strömende Medium und mit dem Überströmventil versehen ist.

Xn Verbindung mit der vorgenannten an sich bekannten Bauart der Filtervorrichtung als solche werden die Ziele der Erfindung dadurch erreicht, daß das an dem zu seiner Aufnahme bestimmten Ende des Gehäuses einen ringförmigen Ventilsitz mit einer oder mehreren durchgehenden Öffnungen.aufweisende Ventil eine in Abstand von der Ebene der Öffnung(en) und von diesem Ende des Gehäuses weg zu dessen Innerem hin versetzte Sitzfläche und ein als flexible "Membrane¹¹ bezeichnetes Ventilglied enthält, das einen die Öffnung oder Öffnungen des Ventilsitzes übergreifenden und der Sitzfläche benachbarten Teil aufweist,.. der mit einer ersten Ringzone fest und dichtend am Ventilsitz" angebracht ist und mit einer zweiten Zone an die Sitzfläche mit einer Federvorspannkraft angedrückt wird, die mindestens ebenso groß oder größer ist als der bei unverstopftem Filterelement auftretende Betriebsdruck des strömenden Mediums und das Abheben der Membrane von der Sitzfläche bei aolchen normalen Betriebs·» bedingungen verhindert·, Der Ausdruck "Membrane" soll nachstehend auch gleichwirkenda Ventilglieder umfassen»

Gemäß dieser"bevorzugte» Auefilhrungsforin der Erfindung berührt dar Jfoet an dom Von b LIoJ. bis angebrachte SoLl der Membrane) mit dfu* doi¹ ÖJLbaniitihu gagoMlbüriiugondöii und L¹IiIg form ig

bildeten Zone der Membrane die Ebene der Öffnung oder Öffnungen des Ventilsitzes in einer Ringzone, die radial außerhalb in Abstand der Ringzone dieser Öffnung(en) liegt. Ferner wird bei dieser Ausführungsform die Sitzfläche des Ventilsitzes, vorzugsweise durch eine Rippe ausgebildet, die sich an die mittlere Auslaßöffnung anschließt, die durch den Ventilsitz hindurchgeht, so daß zwischen der Membrane und der Ebene der Öffnung oder Öffnungen des Ventilsitzes ein ringförmiger, im Querschnitt keilförmiger Raum gebildet wird, wenn das Ventil geschlossen ist·

Vorzugsweise besteht die Membrane aus elastischem Material, undLwird durch die Kraft einer Schraubenfeder gegen die Sitzfläche mit Vorspannung, und zwar zweckmäßig unter Vermittlung einer im wesentlichen flachen starren Platte, die am Rand.. _v+ eine zur Feder koaxiale zylindrische Führung für diese bildet,/ Im geschlossenen Zustand bildet die Membrane vorzugsweise einen Winkel mit der Ebene der Ventilplatte, wobei der freie Teil der Membrane zwischen der Platte und der ringförmigen Sitzfläche eingespannt ist·

Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Überströmventil ein Ventilgehäuse auf, das mit einem ringförmigen, federnden Teil ausgestattet ist, der ein Vjentilglied eines Rückschlagventiles in geschlossener Stellung hält, in der eshier Λ das Ausfließen des strömenden Mediums aus dem Gehäuse verhindert. Das Ventilglied des Rückschlagventils besteht Vorzugsweise aus einer flexiblen, flachen Membrane, am besten einem radial außen liegenden Teil der Membrane des Überströmventiles, deren radial innenliegender Teil das Ventilglied des Überströmventiles bildet« Die Membrane ist vorzugsweise zwischen dem Ventilgehäuse und dem Ventilsitz angeordnet, wobei das Ventilgehäuse vorzugsweise einen Absatz besitzt, der parallel zum Ventilsitz ausgebildet ist und mit Ansätzen verschweisst ist, die am Ventilsitz angebracht sind und die Membrane durchstossen. Der zum Rückschlagventil gehörende Teil der Membrane bildet dabei an seinem äußeren Umfang und

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in geschlossener Stellung zusammen mit einer Tragplatte eine Dichtung. Die Tragplatte weist vorzugsweise Einlaßöffnungen für die !Filtervorrichtung auf, die radial innerhalb der Dichtungszone liegen.

Die Membrane, welche vorzugsweise mit ihrem inneren Teil mit dem Ventilsitz des Überströmventiles zusammenwirkt, und mit ihrem äußeren Teil vorzugsweise den Ventilkörper für ein Rückschlagventil bildet, ist vorzugsweise vor dem Einbau flach ausgebildet.

Weitere Vorteile und Merkmale der Ausführung der Erfindung ergeben sich nachstehend für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung mit einem Überströmventil und einem Rückschlagventil' nach der Erfindung anhand der Zeichnung, und zwar zeigen:

Fig· 1 die Filtervorrichtung in Seitenansicht und teilweise im Schnitt; und

Fig. 2 die mit dem Überström- und Rückschlag-Ventil kombinierte Filtervorrichtung nach Fig. 1 in auseinandergebogener Darstellung.

Fig. 1 zeigt eine Filtervorrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für flüssige zu filtrierende Medien wie Schmieröl oder Motorbrennstoff, und bei der ein herkömmliches zylindrisches, aus gefaltenem Papier bestehendes Filterelement 10 in einem zylindrischen Gehäuse 12 angeordnet ist. Letzteres besitzt auf seiner Einlaßseite eine Tragplatte 14 mit ringförmig angeordneten Einlaßöffnungen 16, die um eine zentrale Auslaß» öffnung 18 angeordnet sind. Letztere besitzt einen zylindrischen Ansäte 20ι der mit einem

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Innengewinde versehen ist. Das Filterelement 10 erstreckt sich zwischen einem Niederhalter 22 aus federndem Blech und einem Blechgehäuse 24 für ein Ueberströmventll. Das Blechgehäuse 24 stützt sich seinerseits auf den Ventilsitz 26 des Ueberströmventiles ab, dessen zylindrischer Ansatz 27 um den zylindrischen Ansatz 20 der Tragplatte angeordnet ist.

Das Blechgehäuse 24 für das Ueberströmventil besitzt eine zentrale Oeffnung 28, die koaxial mit der Auslassöffnung 18 angeordnet ist» Das Blechgöhäuse ist ferner mit Stufen versehen, um eine zylindrische Wand 29 zu bilden, die zwischen zwei ringförmigen Teilen 30 Und 32 liegt« Das Gehäuse besitzt ferner einen sich vom ringförmigen Teil 32 schräg nach aussen und unten erstreckenden Teil 36, der in einer angerollten Rippe 34 endigt. Das Filterelement 10 umgibt nun die zylindrische Wand.29 und lie^t am ringförmigen Teil 32 an. Der schräge Teil J56 des Blechgehäuses 24 ist zur Erlangung einer Federeigenschaft mit Aussparungen 38 versehen und wirkt als Feder für eine elastomere Membrane 40 eines Rückschlagventils. Die elastomere. Membrane 40 ist zwischen dem Ventilsitz 26 und dem ringförmigen Teil des Gehäuses 32 angeordnet, wobei letzterer mit Ansätzen 42 des Ventilsitzes 26 verschweisst ist, die durch die Membrane ragen. Die Membrane 4o erstreckt sich radial nach aussen unterhalb des schrägen Teiles 36 und radial nach innen über einen Ring aus 8 mit gleichem Abstand voneinander angeordneten Oeffnungen 50 im Ventilsitz 26 bis zur Sitzfläche 52 einer ringförmigen Rippe 54_; deren innendurchmesser jenem des Ventilsitzes26 entspricht.

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Die ringförmige Rippe 54 erhebt sich um ungefähr 0,6 bis 0,9 mm über die Ebene der Oeffnungen 50 und ist mit einer Abrundung versehen, deren Radius 1,5 mm beträgt.

Eine Schraubenfeder oO liegt mit ihrem einen Ende um einen zylindrischen Ansatz 62 einer Ventiiplatte 64, deren ebener ■ Teil 66 parallel zur Ebene der Oeffnungen 50 liegt und einen Aussendurchmesser aufweist, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der sie umgebenden zylindrischen Wand 29. Das andere Ende der Feder 60 liegt am oberen Ende des Blechgehäuses 24 an.

Die Wirkungsweise der Filtervorrichtung ist nun wie folgt: Das OeI tritt unter Druck über die Einlassöffnungen l6 in die Filtervorrichtung ein und hebt den äusseren Teil der Membrane 40 entgegen der Kraft des federnden schrägen Teiles an. Letzterer hält die Membrane im Ruhezustand gegen die Tragplatte 14 gepresst. Das OeI füllt nun das zylindrische Gehäuse 12 auf der Aussenseite des Filterelementes 10, dringt durch letzteres und läuft dann durch die zentrische Oeffnung 28 und die Auslassöffnung l8 ab. Der federnde schräge Teil 36 und die Membrane 40 verhindern einen Rücklauf des Oelos durch die Einlassöffnungen l6, falls der Motor, in dem die Filtervorrichtung eingebaut ist, oder eine Oelpumpe stillsteht. Unter normalen Bedingungen ist der Druckunterschied quer zum Filterelement 10 und damit quer zur Ventilplatte nicht ausreichend,, um die Schraubenfeder 60 zusammenzudrücken» die die Ventilplatte C*\ gegen die Membrane 40 dUrckt, so dass letztere dicht an der ringförmigen Rippe 5^ anliegt. Dadurch wird verhindert, dass OeI duroh die Oeffnungen'50 fliesst.

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Bei dem so geschlossenen UeberstrÖmventil liegt die Membrane 4'0 tangential an der Sitzfläche 52 und.es wird ein im Querschnitt keilförmiger Raum 70 zwischen der Membrane >40 und der Ebene der Oeffnungen 50 gebildet, so dass der Flüssigkeitsdruck auf die Membrane wirkt, selbst wenn sie die Oeffnungen 50 nicht bedeckt. Dadurch ist es möglich, dass sich das UeberstrÖmventil beim Verstopfen des Filters schnell öffnen kann ohne zu flattern.

Setzt sich das Filterelement 10 zu, so steigt der Druckunterschied quer zum Filter an, bis die Membrane 40 und die Ventilplatte 64 entgegen der Kraft der Feder 6o angehoben werden und OeI durch die Oeffnungen 50 direkt in die Auslassöffnung 18, unter Umgehung des Filterelementes 10, f Hessen kann.

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Claims

22.Mai 1970 FRAM CORPORATION

PW/sp East Providence

Rhode Island/USA

Docket 1.41

Patent- und Schutzansprüche:

Überströmventil für oder an einer Filtervorrichtung, bei der ein rohrförmiges, von aussen nach innen durchströmtes Filterelement in einem Gehäuse angeordnet ist, das an seinem einen Ende mit einer Einlassöffnung und einer zentralen Auslassöffnung für das strömende Medium und mit dem Überströmventil versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass' dieses an diesem Ende des Gehäuses (12) einen ringförmigen Ventilsitz mit einer oder mehreren durchgehenden Öffnungen (50) aufweisende Ventil eine in Abstand von der Ebene der Öffnung(en) und von diesem Ende des Gehäuses weg zu dessen innerem hin versetzte Sitzfläche (52) und ein als flexible "Membrane" bezeichnetes Ventilglied (40) enthält, das einen die Öffnung oder Öffnungen (50) des Ventilsitzes (26) übergreifenden und der Sitzfläche(52) benachbarten Teil aufweist, der mit einer ersten Ringzone (bei 42) fest und dichtend am Ventilsitz (26) angebracht ist und mit einer zweiten Zone an die Sitzfläche (52) mit einer Federvorspannkraft angedrückt wird, die mindestens ebenso gross oder grosser ist als der bei unverstopftem Filterelement (10) auftretende Betriebsdruck des strömenden Mediums und das Abheben der Membrane von der Sitzfläche bei solchen normalen Betriebsbedingungen verhindert.

Überströmventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzfläche (52) ringförmig ausgebildet ist und die zweite, der Sitzfläche gegenüberliegende Zone der Membrane (40) gleichfalls eine Ringzone ist und bei geschlossenem überetrömventil auf dem ganzen Umfang der ringförmigen Sitzfläche aufliegt.

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3· Überströmventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die fest angeordnete erste Ringzone der Membrane (40) die Ebene der Öffnung oder Öffnungen (50) berührt und in radialem Abstand von diesen nach aussen liegt, und dass die Membrane (40) bei geschlossenem Zustand des Überströmventils mit dieser Berührungsebene einen im Querschnitt keilförmigen Ringraum (70) bildet, '

4. Überströmventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (4o) aus elastomerem Material besteht und die Sitzfläche (52) durch eine an der Auslassöffnung (18) des strömenden Mediums angeordnete ringförmige Rippe (54) gebildet ist.

5. Überströmventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (40) mittels einer im wesentlichen flachen, starren, beweglich angeordneten Ventilplatte (64) gegen den Ventilsitz (26) angedrückt ist.

6. Überströmventil nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilplatte (64) einen ebenen, parallel zur Ebene der öffnung(en) (50) liegenden Teil (66) und einen zylindrischen Ansatz (62) aufweist, der als Führung für eine die Membrane (40) vorspannende Schraubenfeder (60) dient·

7· Überströmventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Ventilgehäuse (24) aufweist, das einen federnden Teil (36) besitzt, der ein mit dem Überströmventil kombiniertes Rückschlagventil gegen Leerlaufen des Ventilgehäuses in geschlossener Stellung hält.

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8. Überströmventil nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (24) im wesentlichen zylindrisch ist und einen radial äusseren ringförmigen Teil (36) aufweist, der den federnden Teil (36) des/Ven-tils bildet.

9· Überströmventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige, federnde Teil (36) an seinem äusseren Umfang eine Rippe (34) aufweist, welche gegen das Ventilglied (40) des Rückschlagventils und dieses, vorzugsweise am Aussenrand, gegen einen zugehörigen Ventilsitzkörper (Tragplatte 14) drückt.

1Q. Überströmventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die sein Ventilglied bildende Membrane (40) radial mindestens soweit rdcht wie der ringförmige, federnde Teil (36) des Ventilgehäuses (24) und auch das Ventilglied des Rückschlagventils bildet, wobei die Membrane im uneingebauten Zustand vorzugsweise ein ebenes Gebilde ist.

11. Überströmventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (40) zwischen dem federnden Teil (36) des Ventilgehäuses (24) und dem Ventilsitzkörper (14) und auch zwischen einem Teil des Ventilgehäuses und dem Ventilsitz (26) eingeklemmt ist.

12. Überströmventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (24) einen Absatz (32) aufweist, der parallel zum Ventilsitz (26) und mit Ansätzen (42) verschwelest ist, die am Ventilsitz (26) angebracht sind und die Membrane (40) durchdringen.

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13. Überströmventil nach einem der, Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der ein Rückschlagventil bildende, von dem federnden äusseren Teil des Ventilgehäuses (24) abgestützte Teil der Membrane (40) des Überströmventils mit deren äusserem Rand (bei 34) in geschlossener Stellung auf dem am Ventilende des Gehäuses (12) angebrachten Ventilsitzkörper (14) dichtend aufliegt, der vorzugsweise eine Tragplatte (14) für das Gehäuse (12) ist und in einer Ringzone, die radial innerhalb der Auflagezone der Membrane (40) liegt, eine oder mehrere Einlassöffnungen (16) für das zu filternde Medium aufweist.

Der Patentanwalt:

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