DE2328936C3

DE2328936C3 - Flüssigkeitsfilter

Info

Publication number: DE2328936C3
Application number: DE2328936A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Ernest Winsor Woodlands Buckman; Derrick Percival Chandlers Ford Tuffnell
Original assignee: General Motors Ltd
Current assignee: Delco Electronics Overseas Corp
Priority date: 1972-06-07
Filing date: 1973-06-06
Publication date: 1980-10-09
Also published as: FR2187387B1; FR2187387A1; GB1444083A; DE2328936A1; DE2328936B2

Description

Die I rfinilung betrifft in Flüssigkeitsfilter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Flüssigkeitsfilter (US-PS 35 89 517) ist in das Mittelrohr eine Baugruppe aus einem starren Kunststofformteil, das die im wesentlichen axialen Durchgangsöffnungen aufweist, aus dem Überdruckventil und aus einem gummielastischen, das Rückschlagventil für die Einlaßöffnungen bildenden Flansch eingesetzt. Bei einer weiteren bekannten Filtervorrichtung (US-PS 29 95 249) besteht die eingesetzte Baugruppe aus einem an beiden Enden aufgebördelten Metallrohr, um welches die Überdruckventil-Schraubenfeder und die zugehörige ringförmige Ventilscheibe zusammen mit einer Dichtplatte gelegt sind, die einen das Metallrohr endseitig verschießenden Metallflansch mit radialen Durchgangsöffnungen abdeckt. Zwischen dem einen Ende des Meiallrohres und der Stirnplatte des Filtergehäuses ist eine gummielastische Platte als Rückschlagventil eingeklemmt. Beiden bekannten Flüssigkeitsfiltern ist gemeinsam, daß bei einer öffnung des Rückschlagventils die Flüssigkeit weiterhin um die Rückschlagventilklappe herum strömen muß und an der benachbarten Stirnseite des rllicrelciuciiib vorbeiführt. Dadurch werden insbesondere bei »Überkopf«, d. h. mit den Einlaß- und Auslaßöffnungen nach unten montiertem Flüssigkeitsfilter dort angesammelte, bereits ausgefilterte Fremdstoffteilchen mitgerissen und schlagartig eine relativ große Menge von Verunreinigungen in das Schmiersystem eingeführt.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Flüssigkeitsfilter der angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem die das Filterelement umgebende Flüssigkeit nicht durch die bereits ausgefilterten Fremdstoffteilchen verunreinigt werden kann.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch die im kennzeichcnden Teil des Anspruchs 1 gegebenen Merkmale. Die Verbindung der im wesentlichen axial verlaufenden Durchlaßöffnungen über radiale Durchlässe mit den Eintrittsöffnungen des Flüssigkeitsfiitcrs unterbindet nämlich im Kurzschluß';·!! eine Berührung des nun entstehenden Flüssigkeitsstroms mit ilen bereits ausgefilterten Fremdstoffteilehen, die an der benachbarten Stirnseite des Filterelcmentes angesammelt sind.

Eine vorteilhafte Weiterbilduni.¹ nach dem Kenn/ei eher des Anspruchs 2 ermöglicht eine besonders einfache I lersteii ;iig und Montage des liundrmgelemcntes und damit des gesamten Flüssigkeilsfiltcrs. Außerdem kann mit dieser Ausführungsform die Abstützung der Feder an durch das Mittelrohr gehaltenen Tragelcmonten erfolgen, was den freien Durchfluß der nun durch die axialen Strömuiigswege fließenden Flüssigkeit zu dem Auslaßhals hin sichers'ellt. Durc'i diesen Durchlaßweg mit geringem Strömungswiderstand isl es möglich, daß die Rüekfiußsperrventilklappc sicher schließt und eine einwandfreie Trennung des Raumes an der Stirnseite des Filtcrelemcnis von dem nun sich ergebenden Flüssigkciiswcg gewährleistet ist.

Die Abstützung der Feder des Überdruckventils kann dabei vorteilhafterweise nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 3 oder des Anspruches 4 erfolgen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben: in dieser zeigt

I ι g. I einen Vertikalschnitt einer Ausführungsform eines erfi'Klungsgemiil.U'ii Flüssigkeilsfilters und einen Teil eines Motorblocks, an dem die IMtereinheit anbringbar ist.

Fig. 2 eine Draufsicht des in Fig. I dargestellten Flüssigkeitsfilters,

F i g. 3 eine Draufsicht eines Bundring-Elementes, das bei dem in den F i g. I und 2 dargestellten Flüssigkeitsfilter Verwendung finden kann,

Fig.4 eine Ansicht des Bundnng-Elementes von unten,

F i g. 5 eine Schnittansiciit entlang Linie V-V in F i g. 4,

F i g. 6 einen Aufriß des in den F i g. 3 bis 5 gezeigten Bundring-Elernentes und

Fig. 7 einen Vertikalschnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters.

Nach Fig. 1 umfaßt das Flüssigkeitsfilter 1 ein becherförmiges Gehäuse 2 aus relativ dünnem Metallblech, das durch eine Stirnplatte 3 verschlossen ist, an deren äußeren Umfangsabschnitt ein ringförmiges Metallblech- Preßteil 4 beispielsweise durch Schweißen befestig; ist, weiches an der oberen Kante de:; Gehäuses 2 durch eine Roll-Naht-Dichtung 5 befestigt ist und an seinem inneren Umfang eine ringförmige Nut 6 aufweist, in die im Paßsitz ein Dichtungsring 7 eingesetzt ist.

Die Stirnplatte 3 weist einen mit Innengewinde versehenen und einwärts gerichteten Hals 8 auf, der auf eine in komplementärer Weise mit Außengewinde versehene hohle Nabe 9 aufschraubbar ist, die von einem Verbrennungsniotorblock 10 vorspringt, wobei der Dichtungsring 7 an einer ringförmigen, an dem Block 10 gearbeiteten Halterungsiläche 11 angreift und mit dieser eine Dichtung bildet. Der Motorblock weist eine oder mehrere Schmiermittel-Auslaßöffnungen 12 auf, aus denen Schmiermittel zu einer kreisförmigen Reihe von Einlaßöffnungen 14 in der .Stirnplatte 3 geliefert wird, wobei das Schmiermittel, das in das Gehäuse 2 eintritt, durch ein Filterelement 15 verläuft, bevor es durch den Auslaßhals 8 in den Schmiermitteleinlaß-Durchgang in der Nabc9 ausgetragen wird.

Das Filterelement 15 weist eine hohle zylindrische Form auf und besteht bevorzugt aus gefaltetem, mit Kunstharz imprägniertem Filterpapier, wobei die l-alten sich in radialer Richtung in bezug auf das Element erstrecken und die linden der Falten vorteilhafterweise einzeln abgedichtet sind, wie es dargestellt ist. Das Element 15 ist an einem perforierten Mittelrohr 16 angebracht, in dessen oberes Ende das breitere Ende eines einen Rücklauf verhindernden Rohres 17 mit Paßsitz eingesetzt ist, das angrenzend an sein oberes End»; mit zwei Innenring-Schultern 18, 19 ausgebildet ist, wobei die untere Ringschulter 19 einen kleineren Durchmesser als die Rin^schultcr 18 aufweist.

An seinem oberen Ende weist das einen Rücklauf verhindernce Rohr 17 einen radialen Flansch 20 auf. über dessen freie Kante ein ringförmiges Preßteil 21 mit nach !iincn gerichtetem Kanalquerschnit; geklemmt bzw. geklammert ist, dessen oberer Teil eine größere Breite als der untere Teil aufweist und über die innere Oberfläche des einen Rücklauf verhindernden Rohres 17 abwärts gedreht ist, um einen ringförmigen Anschlag 22 im Bereich des oberen Endes des -.-inen Rücklauf verhindernden Rohres 17 zu bilden.

Fin Bundring-Element 30 ist zwischen das obere Ende des einen Rücklauf verhindernden Rohres und die Stirnplatte 3 um deren Auslaßhals 8 eingesetzt uiul bildet eine Dichtung mit dem einen Rücklauf verhindernden Rohr und der Stirnplatte und hält ebenfalls das Filterelement Π von der Stirnplaite 3 auf Abstand, um eine freie Flüssigkeitsströmung zu »lern Filterelement 15 zuzulassen.

Nach den F i g. 3 bis 6 umfaßt das Bundring-Element 30 einen Ringabschnitt 31 aus synthetischem Kautschuk oder einem ähnlichen elastomeren Material mit einem äußeren Umfangsflansch 32, der an seiner einen Fläche mit einem Umfangswulst 33 versehen ist der nach Fig. 1 geeignet ist. mit einem ringförmigen Abschnitt der Stirnplatte 3 um deren Einlaßöffnung».-!! 14 in Eingriff zu treten bzw. sich an diesen anzulegen.

An seinem oberen Ende ist der Ringabschnitt 31 mit einer ringförmigen Stirnfläche 34 ausgebildet, die mit der Stirnplatie 3 um deren Auslaßhals 8 dichtend in Eingriff tritt.

Durch den Ringabschnilt 31 erstreckt sich von dessen oberer Fläche 34 zu dessen unterer Fläche 35 eine Vielzahl von Stromungswegen 36. die um die Achse des Bundnng-Elementes mit gleichem Abstand angeordnet sind und sich an ihren oberen Enden in radiale als Flüssigkeitsdurchlässe wirkende Einschnitte 37 erstrecken, die in dem äußeren Umfangsabschnnt des oberen Endes des Bundring-Elemenics iO vorgesehen sind. wodurch das obere Ende des Bunu/.ng-Elementes das allgemeine Aussehen eines Zahnrades aufweist. wie es in F i g. 3 dargestellt ist.

Das Bundrmg-Element 30 umfaßt einen i.'tteien Endabschnitt 38, der einen kleineren Durchmesser als ein dazwischenliegender Abschnitt 39 aufweist und zwischen den Abschnitten 38 und 59 ist das Bundring-Element 30 mit einer abwärts gerichteten ringförmigen Ausnehmung 10 versehen.

Nach den Fig. J bis h weisen die Stromungswege 36 eine näherungsweise trapezförmige QuiTschnittsform auf und die Wände der unteren Enden der Stromungswege 36 erstrecken sich geringfügig über die anderen Abschnitte der unteren Flache 35 des Bundring-Elcmcntes 30 hinaus, um /wischer den Wanden der öffnjngen 36 an dem unteren Ende kanalförm:ge Einschnitte 41 zu belassen, die sich zum Inneren des Bu.^rid::ng-Elementes 30 erweitern. Die Kanäle 41 (i ij.· j —b) zwischen den Enden der Vcn'.ildurchgänge 36 erleichtern dit freie Strömung von Flüssigkeit /u dem Aushßhals 8. wenn der Ventilring 42 von seinem Sitz abgehoben im und oie ringförmige Aussparung 40 in dem Bundringelement 30 erhöht die Dichtungswirkung der Abschnitte J9 und 38 mit dem Ende des Filterelementes an der Endfläche des Preßteiles 21 und dessen radial innerer flache eben ν ι wie sie die Möglichkeit, daß eine Verformung in einem Abschnitt des Elundring-Elementes zu einem benachbarten Abschnitt übei tragen wird, auf ein Minimum herabsetzt.

Bei der Benutzung ist das Bundnng-I-'lernen! 30 in das Preßteil 21 an den oberen Ende des einen Rücklauf verhindernden Rohres 17 mit Paßsitz eingesetzt und cn ein Überdruckventil bildender Metall-Ventilring 42 w ird π dornende Berührung mit den unleren Enden der Ventildurchgänge 36 durch das obere Ende einer Schraubenfeder 4> gepreßt, deren unteres Ende auf der Ringschulter 119 sitzt. Eine Abwärtsbewegung des Ventilrings 42 wird durch Anschlagen an der oberen Ringschulter 18 des einen Rücklauf verhindernden Rohres 17 begrenzt.

Wenn das Filterelement 15 mn dem einen Rürklnuf verhindernden Rohr 17. der F'eder 4 3. den Vcntiiring42 und dem elastomercn Bundring-Elemen! 30 in dem '•"iltcrgeliäuse 2 angeordnet ist und die Snrnplatte 3 auf diesem befestigt tu, liegt die obere Fläche 34 des Bundring-Elemcntes JO in dichtender Berührung an der Stirnplatte um den ALsIa(IIi₁Il¹. 8 an und der Radial flansch 32 wird durch Benihrniu' mit der Stirrmlmtc in

elastischer Weise abgebogen, wobei tlei iinglörmige WuIsI 33 tics H.iMM lies 32 vine Dichtung mil der Sl ir π plallt.¹ bildet, wie es in I : g. I dargestellt ist. Das zusammengebaute Henicnl. d.is Dundring I.lenient und das einen Rücklauf verhindernde Rohr werden gegen die Slirnplatle 3 durch eine Platte 45 mn integralen elastischen Armen 46 gedrückl. wobei der /eninile Abschnitt der Platte das untere l'.nde des /enlralen Durchganges durch das Flemenl abdichtet und die Arme das !-!lernen! von der Basis des Gehäuses 2 wegdrücken.

Im normalen Betrieb der Filtereinheit I biegt Öl. das in die Finlaßöffnungcn 14 in der Stirnplalte J eintritt, den Flansch 32 so ab. wie es in der linken Seite der !'i g. I dargestellt ist. wobei das Ol dann durch das Filterelement 15 und das perforierte Miltelrohr 16 hindurchgeht und aus der f-'illereinheit I durch den zentralen Durchgang durch das einen Rücklauf verhindernde Rohr 17 und den Durehwnnp durch den AuslaUhals 8 in der Stirnplatte .3 ausgetragen wird. Unter dieser Bedingung dichtet der Ventilring 42 die [-!mlcη der .Strömungswege 36 in dem Bundring-Flement 30 ab.

Wenn a!s Folge von auf dem Filterelement angesammelten Feststoffen der Druckabfall über das Filterelc ment einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird durch den an den Ventilring 42 durch die Strömungswege 36 angelegten Druck des Öles der Ventilring 42 von den unteren F.nden der Strömungswcgc 36 abgehoben und es wird somit eine ölströmung direkt von den Einlaßöffnungen 14 zu dem Auslaßhals 8 durch Umgehen des F.lcmentcs 15 zugelassen.

Wenn, was häufig der Fall ist. die Filtereinheit mit der Stirnpiaitc 3 nach unten angebracht ist. stellt das einen Rücklauf verhindernde Rohr 17 sicher, daß eine wesentliche Menge des Öls in der Filtereinheit I in dem Gehäuse 2 zurückgehalten wird; wenn die Filtcreinheit

Wll'l UCl N₁Il)C '~i d!'gCStlll -Uli¹' 'AM(I. Willi CHR-

wesentliche Menge des indem hlleielcment \orhiinde nen OK daran gehindert, aus der I 'llereinheit auszutreten aufgrund der dichtenden Wirkung ties I !arisches 32 mit der Stirnplalte 3. wenn kein Ol-Fmtritt'idriick anliegt.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Aiisfiihrungsform is: der Aufbau des Biindring-Flemenles H) im wesentlichen d'T gleiche, wie in den F i g. I bis b dai gestellt, ledoch ist das Mitlelrohr ties Flemcntes in diesem Fall ti η Kunststoff-Formteil 56. tlas ebenfalls ein einen Rücklauf verhinderndes Rohr bildet. Das Kiinststoff-Formteil 56 besitzt Rohrform und sich kreuzende Längs- und UmfangsAusnchmiingen 57 bzw. 58. so da (3 öl, tlas durch tlas Filterelement hindurchgegangen ist. durch die sich kreuzenden Ausnehmungen zu Öffnungen 59 in dem unteren FmIe ties Formteils verlaufen kann. Das Formteil 56 ist mit einwärts vorspringenden radialen Rippen 60 versehen deren nbcrr Fmlrn wie es in F i ν 7 dargestellt ist. das untere F.ndcdcr Feder 43 tragen.

Statt durch die Rippen 60 kann die Fetler 43 auch durch ein (nicht dargestelltes) kurzes Rohrstück mit Inncnringschullern. ähnlich dem Rohr 17 in F i g. 1 abgestützt sein, wobei dieses Rohrstück ι· loch mit der Ringschulter 19 endet.

Das untere FmIe des Formtcils 56 ist vorteilhafter weise mit einem sich abwärts erstreckenden integralen Dorn bzv Zapfen 61 versehen, der im Preßpaßsitz in einer zentralen Öffnung in der Platte 45 sitzt und die Platte 45 in dichtender Berührung mit dem unteren FmIc des Filterelementes 15 hält.

Bei der in den F i g. I bis 6 dargestellten Ausführungsiorm wirkt das Rohr 17 sowohl als ein neuer Rücklauf verhinderndes Rohr als auch als ein Federaufnahmcteil. während bei der in F-" i g. 7 dargestellten Ausführungsform das rohrförmigc Formteil 56 zusätzlich als Mittelrohr für das Filterelement dient.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsfilter mit einem becherförmigen Gehäuse, das durch eine Stirnplaue abgeschlossen ist, welche eine zentrale Auslaßöffnung und eine Reihe um diese angeordneter Einlaßöffnungen für die zu filternde Flüssigkeit aufweist, wobei die Auslaßöffnung von einem sich ein Stück weit in das Gehäuseinnere erstreckenden Auslaßhals umgeben ist, mit einem Filterelement von hohlzylindrischer Form mit einem perforierten Mittelrohr und mit einer als Bundring wirkenden, zwischen der Stirnplatte und dem benachbarten Ende des Mittelrohres angeordneten und um den Auslaßhals passenden Baugruppe, deren eines Ende eine abdichtend mit der Stirnplatte in Eingriff stehende Fläche aufweist, während ihre gegenüberliegende Stirnfläche einen Flächembschnitt aufweist, der abdichtend mit dem benachbarten Ende des Mittelrohres in Eingriff steht, wobei ein Umfangsllansch de/ Bundringbaugruppe ein über den Liniaßüffriüngcri liegendes Rückschlagventil bildet und die Bundringbaugruppe im wesentlichen axial verlaufende Strömungswege aufweist, die im Bereich innerhalb des Mittelrohres ausmünden und an dieser Seite durch ein federbelastetes Überdruckventil verschlossen sind, während sie an ihren «nderen Enden über radiale Durchlässe der bundringförmigen Baugruppe in den durch die Einlaßöffnungen hindurchgetretenen zu reinigenden Flüssigkeitsstrom münden, dadurch gekennzeichnet, daß c"° radialen Durchlässe (37) an der den Einlaßöffnungen (14) zugewandten Seite des UmlangflanscheG (32) austreten und auf diese Weise in Itändiger Verbindung mit den Einlaßöffnungen (14) Itehen.

2. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Bundrmg wirkende Baugruppe ein aus einem einzigen Stück bestehendes, aus elastomerem Material gefertigtes Bundring-Element(30)ist.

3. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die das Überdruckventil (4?) belastende Schraubenfeder (43) an einer Ringschuller (19) eines im Inneren des perforierten Mittelrohfes (16) angeordneten und da/u koaxialen Rohres 117) abgestützt ist, das zur Verhinderung eines Olrücklaufs mit seinem einen erweiterten Ende (bei 18) flüssigkeitsdicht in das dem Bundrmg (30) benachbarte Ende des Mittelrohres (16) eingepaßt Kt.

4. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die das Überdruckventil belastende Feder (43) an nach innen vorspringenden Rippen (60) des als unperforiertes Kunststoff-Iormteil (56) ausgebildeten Mittelrohres abgestutzt ist. Welches an seiner dem Filterelement (15) zugewandten Außenseite mit Ausnehmungen (57, 58) versehen Wt. die die filtrierte Flüssigkeit aufnehmen und in Form von Kanälen zu Öffnungen (59) in dem dem • undnng (30) abgewandten, ansonsten verschlossenen Ende des Fonnleils(56) hinverlaufen (I ι g. 7).