DE3123269A1

DE3123269A1 - Triebwerks-fluidumsfilter

Info

Publication number: DE3123269A1
Application number: DE19813123269
Authority: DE
Inventors: A. David 49445 North Muskegon Mich. Joseph
Original assignee: Sealed Power Corp
Current assignee: SPX Corp
Priority date: 1980-07-11
Filing date: 1981-06-12
Publication date: 1982-06-16
Also published as: AU540986B2; JPS5732707A; FR2486413B1; JPS5938005B2; FR2486413A1; GB2079168A; BE888339A; BR8102560A; CA1159771A; IN153653B; GB2079168B; DE3123269C2; AU6827381A; MX154375A

Description

BLUMBACH · WESER s B£ftG£lSK KRAMER ZWIR N ER" .*^:MO*FFWtÄN N" ^:

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

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Patenlconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

Sealed Power Corporation
Muskegon, Michigan 49443, USA

Triebwerk-Fluidumsfilter

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Triebwerk-Fluidumsfilter und insbesondere auf kontinuierliche Strömungsfilter für Triebwerke, die eine vorbestimmte, minimale Betriebstemperatur besitzen.

Es -Ist bekannt, bei Triebwerken für Kraftfahrzeuge mittlerer Größe Triebwerk-Fluidumsfilter vorzusehen, die ein Filtermaterial aufweisen, das aus einem Maschennetz oder Sieb natürlicher oder synthetischer Fasern oder z.B. aus Metalldrähten besteht. Solche Filtermedien sind in der Lage, Partikel zu filtern, die 130 ρ Partikelgröße oder Durchmesser aufweisen, und wurden über mehrere Jahre zufriedenstellend verwandt. Jedoch beim gegenwärtigen Trend, Automobile einschließlich der Triebwerkkonstruktionen immer kleiner zu bauen, ist eine wirksamere Filterung bis auf eine Partikelgröße im Bereich von beispielsweise 60 u erforderlich. Es wurden Filtermedien für ein verbessertes Filtern von Partikeln in der Triebwerksflüssigkeit auf eine geringere Partikelgröße vorgeschlagen.

München: R. Kramer Dipl.-I ng. · W.Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · E. Hoffmann Dipl.-Ing. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. -P. Bergen Prof. Dr.jur. Dipl.-Ing., Pat.-Ass., Pat.-Anw. bis 1979 · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

Jedoch bei Kaltwetter-Start- und -Betriebsbedingungen, bei denen die Triebwerksflüssigkeit wesentlich verdickt ist, gelangt nur wenig Flüssigkeit durch solche Filz-Filtermaterialien, wodurch sachgemäße Bewegung und Betrieb des Triebwerks verhindert werden.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Triebwerksflüssigkeitsfilter verfügbar zu machen, das einen Mindestflüssigkeitsstrom verfügbar macht, der für einen sachgemäßen Betrieb des Triebwerks erforderlich ist, bei einer Mini maltemperatur, die von den Triebwerksherstellern vorgeschrieben wird, wobei das Filter auch unter normalen Betriebsbedingungen eine günstige Filterwirksamkeit aufweist im Vergleich mit Maschen- oder Siebfiltern, wie sie im Handel erhältlich

Die Erfindung zusammen mit weiteren Zielen, Merkmalen und Vorteilen soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines

Triebwerk-Flüssigkeitsfilters gemäß der Erfindung; Fig. 2 und 3 Schnittansichten längs der Linien 2-2 bzw. 3-3 in Fig. 1 j und

Fig. 4 eine auseinandergezogene Draufsicht auf das Triebwerks-Flüssigkeitsfilter, das in den Fig. 1-3 gezeigt ist.

In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform eines Triebwerks-Flüssigkeitsfilters gemäß der Erfindung dargestellt und umfaßt eine Grundwanne 10 mit einer allgemein flachen Bodenwand 12, die mit einer Vielzahl von längs sich erstreckender, paralleler Vorwölbungen oder Rippen 14 versehen ist, die nach oben vorstehen. Eine Umfangsleiste 16 erstreckt sich rund um die Grundwanne 10 und ist im Abstand von der Ebene der Wand angeordnet. Eine Abdeckung 18 umfaßt eine allgemein flache Wand 20 und eine Vielzahl längs sich erstreckender, paralleler Rippen 22, die in ihr nach unten gerichtet ausgebildet sind. Eine umfangsleiste 24 umgibt die Abdeckung 18 und ist im Abstand von der Ebene der Abdeckungswand 20 angeordnet, wie am besten aus den Fig. 2 und 3 ersehen werden kann.

Ein Filterelement 26 in der Form eines länglich allgemein rechtwinkligen Blattes ist quer seiner kürzeren Abmessung oder Breite gefaltet und zwischen der Abdeckung 18 und der Grundwanne 10 angeordnet, wobei die drei nicht gefalteten Kanten des Filterelements 26 rund um die Wannenleiste t6 sich erstrecken. Ein Flansch 28,der an der Wannenleiste 16 angeformt ist und sich von dieser erstreckt, ist in abdichtende Berührung über eine Lippe JO gebogen, die sich radial von der Abdeckleiste 24 erstreckt, um das Filterelement und die Abdeckung in Anordnung gegenüber der Wannenleiste zu halten.

Eine Einlaßöffnung 32 (Fig. 4) im Filterelement 26 fluchtet mit einer entsprechenden Einlaßöffnung 34 in der Abdeckungjswand 20 und ist abgedichtet daran befestigt durch eine über

den Umfang fortlaufende Luke 36. Eine Steigröhre 38 erstreckt sich nach oben von einer Auslaßöffnung 40 in der Abdeckung 18 und ist angepaßt an ein von der Abdeckung entfernt liegendes Ende 42, um mit einem Preßsitz in der Flüssigkeitseinlaßöffnung einer Triebwerkflüssigkeitspumpe 44 zu sitzen. Eine ringförmige Lippe 46 umgibt das Steigrohr 38 an dessen Außenfläche, um den Einschub der Steigröhre in das Pumpengehäuse zu begrenzen. Die Steigröhre 38 dient somit den beiden Zwecken, die Auslaßöffnung 40 der Triebwerk-Flüssigkeitspumpe an das Pumpengehäuse 44 anzuschließen und das Filter in einer Triebwerks-Flüssigkeitspumpe zu halten, wie es schematisch bei 46 in Fig. 3 dargestellt ist. Wie durch die Richtungspfeile in Fig. 3 veranschaulicht ist, wird Triebwerksflüssigkeit beim Betrieb durch die Luke 36 in den Bereich zwischen die gefalteten und eben aneinanderliegende Abschnitte des Filterelements 26 gedrückt und durch das Filtermedium in entsprechende Hohlräume, die zwischen den Filtermedien und den Wänden 12 und 20 ausgebildet sind. Die gefilterte Flüssigkeit gelangt zwischen den unteren Tragerippen 14 und den Abdeckungsrippen 22, die auch dazu dienen, die ebenen Filterabschnitte gegen die Saugwirkung von der Pumpe 44 zu halten, zur Auslaßöffnung 40 über die Steigleitung 38 und in das Flüssigkeitspumpengehäuse. Vorzugsweise ist die Grundwanne 10 in der Form eines Metallstanzstücks hergestellt. Die Abdeckung 18 und die Steigrohre 38 sind als eine einstückige Gießanordnung aus faserverstärktem Polyamid (Nylon) hergestellt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt das Filterelement' 26

eine zusammengesetzte Anordnung, die ein feines, erstes Filtermaterial 50 in Blattform umfaßt, mit einer Öffnung 52 in ihrer Filterfläche" und ein gröberes, zweites Filtermaterial 54, das am Material 50 über der Öffnung 52 befestigt ist. Die Materialien 50, 54 bilden getrennte, kontinuierliche parallele Ströraungsbahnen für die Triebwerksflüssigkeit, die in die Luke 36 eintritt. Wie zu erkennen ist, hängt der Betrag der Flüssigkeitsströmung durch die parallelen Filtermedien 50,54 ab vom Widerstand der Flüssigkeitsströmung durch die entsprechenden Medien, und das wiederum ist abhängig teilweise von der Flüssigkeitsviskosität und der Temperatur. Gemäß einem
wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Flächenbereichsverhältnis des gröberen Filtermediums 54 zum feineren Filtermedium 50 so ausgewählt, als das Mindestverhältnis ausreichend ist, um eine Mindestströmung von Triebwerksflüssigkeit zu ermöglichen, die erforderlich ist für den Betrieb des Triebwerks bei einer bestimmten Mindestbetriebstemperatur, die vom Triebwerkshersteller vorgeschrieben ist. Mit anderen V/orten: Der Flächenbereich oder der Betrag des groben Filtermediums 54 ist das Minimum, das notwendig ist, um den minimalen, erforderlichen Flüssigkeitsstrom bei einer vorbestimmten . Mindestbetriebstemperatur zu ermöglichen,und das weitere Filterelement 26 ist das wirksamere, feinere Filtermedium 50.
Dieses Flächenverhältnis wird bestimmt durch den Betrieb des Triebwerks bei einer vorbestimmten ?4indestbetriebstemperatur und durch Veränderung des Verhältnisses von grobem zu feinem Filtermaterial,bis der Mindestflüssigkeitsstrom erzielt wird.

Vorzugsweise umfaßt das Grobfiltermaterial 54 ein Sieb aus Polyestermonofaden (Monofilament),gewebt in einem 120 χ 120-Geflecht, und hat die Fähigkeit, ein Partikel von der Mindestgröße von 130 μ festzuhalten. Das feine Filtermedium 50 umfaßt einen mit Phenolharz imprägnierten Polyesterfilz, der die Fähigkeit hat, ein Partikel einer Mindestgröße von 60 ρ festzuhalten. In dem speziellen Filter, das in den Zeichnungen dargestellt ist, nimmt das grobe Filter 54 etwa 15 % des gesamten Filterflächenbereichs ein. Diese besondere Konstruktion wurde aufgrund von Erfahrungen gefunden, um eine Mindestströmung bei einer Temperatur von -30° F bei einem besonderen Triebwerksmodell sicherzustellen. Es ist einleuchtend, daß die besondere, in den Zeichnungen dargestellte FiIteranordnung für eine besondere Triebwerksanordnung gestaltet ist. Die Erfindung kann jedoch auch für andere Typen von Filterkonstruktionen zur Verwendung in anderen Triebwerken ausgeführt werden, ohne daß damit von der Erfindung abgewichen wird. Zwei weitere Filteranordnungskonstruktionen, in denen die Erfindung Anwendung finden kann, sind im US-Patent 4 136 011, das dem Anmelder übertragen wurde, dargestellt. Gleichartige Filtermaterialien, die anders sind als ein Polyestergewebe und ein kunststoffimprägnierter Polyesterfilz, können Verwendung finden, wenn größere oder geringere Filterwirksamkeit gewünscht ist. In gleicher Weise kann auch das Verhältnis von grober zu feiner Filterfläche im zusammengesetzten Filterelement gemäß der Erfindung variiert werden im Hinblick auf die Funktion der Filterkonstruktion, Triebwerkstype und spezielle Mindestbetriebstemperatur, wie oben beschrieben wurde.

Leerseite

Claims

SLUMBACH · WESgR;.- Bg.R^QE'K;: KHAMER ZWIRNER - HOFFMANN

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsull

Sealed Power Corporation

100 Terrace Plaza, Muskegon, Michigan 49443

Vereinigte Staaten von Amerika

Patentansprüche

Triebwerks-Flüssigkeitsfilter mit einem Filterelement, mit einer Halteeinrichtung für das Filterelement, um einen Durchgang von Triebwerksflüssigkeit durch das Element in einen Hohlraum zu ermöglichen, der zwischen der Halteeinrichtung und dem Filterelement ausgebildet ist, und mit einem Auslaß von diesem Hohlraum,

dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement ein feines Filtermedium umfaßt, das in einer Ebene gehalten wird und in dem eine Öffnung ausgebildet ist, daß das Filterelement ein grobes Filtermedium umfaßt, das am feinen Filterelement befestigt ist und die in der Ebene des feinen Filterelements vorhandene Öffnung überdeckt, so daß das grobe und das feine Filterelement getrennte, parallele,'fortlaufende Strömungsbahnen für den Durchgang der gefilterten Flüssigkeit zum Hohlraum verfügbar machen.

München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. ■ E. Hoffmann Dipl.-Ing. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Prof. Dr. jur. Dipl.-Ing., Pat.-Ass., Pat.-Anw. bis 1979 · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.
2. Triebwerks-Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, in einem Fahrzeugtriebwerkskreislauf mit einer vorbestimmten Mindestbetriebstemperatur und einer Mindestflüssigkeitsströmung, die für den Betrieb bei der vorbestimmten Mindestbetriebstemperatur erforderlich ist, wobei in einem Gehäuse ein Einlaß für die ungefilterte Flüssigkeit und ein Auslaß vorgesehen sind und das Filtermedium innerhalb des Gehäuses zwischen Einlaß und Auslaß angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermedium getrennte grobe und feine Filtermaterialien umfaßt, die für eine parallele, fortlaufende Strömung der Flüssigkeit durch die Medien angeordnet sind, daß das Flächenverhältnis des groben Filtermediums zum feinen Filtermedium ein Kleinstwert ist, ausreichend eine Mindestströmung bei"einer vorbestimmten Mindestbetriebstemperatur zu erlauben.
3. Triebwerks-Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das grobe Filtermaterial aus einem Geflecht gewebter Fasern besteht und daß das feine Filtermaterial Kunstharzimprägnierter Filz ist.
4. Triebwerks-Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Flächen von grobem Filtermaterial zu feinem Filtermaterial etwa 85 : 15 ist.
5. Triebwerks-Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das grobe Filtermaterial ein 120 χ 120-Gewebe von Polyestermonofasern umfaßt, das in der Lage ist, Partikel von 130 u Durchmesser zurückzuhalten und daß das feine Filtermedium ein Phenol-imprägnierter Polyesterfilz ist, der in der Lage ist, Partikel von 60 μ Durchmesser festzuhalten.