DE69001753T2 - Flüssigkeitsfilter mit kurzschlussventil. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft einen Filter zum Filtern des Schmieröls einer Brennkraftmaschine.
• Wenn eine neue Maschine zuerst gestartet wird, werden die inneren Teile nicht geschmiert, da die Ölpumpe noch keine Möglichkeit hatte, Öl aus dem Kurbelgehäuse zu pumpen. Um Abnutzung bzw. Verschleiß beim ersten Starten einer neuen Maschine zu minimieren, sehen gewisse Maschinenhersteller eine Druckschmierung der inneren Maschinenteile vor, wenn die neue Maschine zuerst mit Öl gefüllt wird. Wenn die Maschine mit Öl gefüllt wird, welches dazu verwendet wird, die inneren Maschinenteile unter Druck zu schmieren, fließt Öl durch den Ölfilter hindurch in einer Richtung umgekehrt zu der normalen Richtung des Ölflusses durch den Filter. In anderen Worten ausgedrückt, ist anstatt eines Flusses vom Einlaß zum Auslaß des Filters, wie es während des normalen Arbeitens der Maschine auftritt, während der Druckfüllung der Maschine ein Fließen vom Auslaß zum Einlaß vorhanden. Da die meisten Ölfilter mit einem einen Rückfluß verhindernden Ventil ausgerüstet sind, um zu verhindern, daß Öl aus dem Einlaß der Maschine ausfließt, wenn die Maschine nach normalem Betrieb abgestellt wird, verhindert dieses Rückflußverhinderungsventil das umgekehrte Fließen durch den Filter, welches auftritt während der Druckschmierung beim anfänglichen Füllen der Maschine. Wenn der Filter vor dem Starten der Maschine nicht mit Öl gefüllt wird, ergibt sich eine Verzögerung hinsichtlich des Auftretens des richtigen Öldrucks an kritischen Verschleißstellen, bis die Maschinenölpumpe den Filter mit Schmieröl füllt. Demgemäß ist der Hauptzweck der Druckschmierung nicht erfüllt. Solche bekannten Filter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sind der GB-A-1045288 und in der US-A-3557957 offenbart.
• Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem durch Schaffung eines spin-on-Ölfilters, der einen Umgehungsdurchgang schafft, welcher das Fließen von Schmieröl vom Auslaß zum Einlaß entgegengesetzt zu der normalen Richtung des Fließens während des Arbeitsvorganges der Druckölfüllung ermöglicht. Ein besonderes Ventilglied umfaßt einen Rand, der das gewöhnliche ein Zurückfließen verhindernde Merkmal schafft, um ein Zurückfließen von Öl durch den Einlaß während des normalen Betriebs der Maschine zu verhindern, wobei es weiterhin eine auf Druck ansprechende Fläche umfaßt, die sich spannt oder dehnt, um den Rückwärtsfluß von Öl während des Arbeitsvorganges der Druckölfüllung durch den Umgehungsdurchgang zu ermöglichen. Wenn die Fahrzeugmaschine zum ersten Mal gestartet wird, zwingt normaler Druck, der durch die Einlaßöffnungen angelegt ist, das Ventilglied in eine Position, in welcher es den Umgehungsdurchgang blockiert, um dadurch danach ein Rückwärtsfließen von Schmieröl zu verhindern.
• Demgemäß hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, eine Druckölschmierung aller inneren Teile der Maschine zu ermöglichen und weiterhin den Ölfilter während der normalen einleitenden Druckölfüllung der Maschine zu füllen. Nachdem die Maschine zum ersten Mal gestartet ist, wird durch den normalen Fluß durch den Filter hindurch der Umgehungsdurchgang geschlossen, so daß das gesamte Schmieröl gezwungen wird, durch das Filtermaterial zu fließen.
• Dieser und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung ersichtlich, in welcher:
• Figur 1 eine Längsschnittansicht eines Schmierölfilters für eine Brennkraftmaschine ist, der gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung gebildet ist; und
• Figur 2 eine Vergrößerung des in Figur 1 umschriebenen Teils ist.
• In der Zeichnung ist ein Schmierölfilter für eine Brennkraftmaschine allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Der Filter 10 umfaßt ein übliches dosenförmiges Gehäuse 12, welches ein offenes Ende hat, das durch eine übliche mit Anzapfung versehene Platte 14 geschlossen ist, die eine sich auf einem Umfang erstreckende federnde Dichtung 16 trägt, die vorgesehen ist, um mit der Anbringungsfläche der Maschine abdichtend in Eingriff zu treten. Die Anzapfungsplatte 14 bestimmt eine Auslaßöffnung 18, die zu dem Gehäuse 12 gleichachsig verläuft und wie bei 20 dargestellt, mit Gewinde versehen ist, so daß der Filter auf den üblichen Montagezapfen (nicht dargestellt) geschraubt werden kann, der von der Filteranbringungsfläche der Maschine vorragt. Eine Anordnung von in Umfangsrichtung beabstandeten Einlaßöffnungen 22 umschreibt die Auslaßöffnung 18. Während des normalen Betriebes oder Laufens der Maschine gelangt Schmieröl in das Gehäuse 12 durch die Einlaßöffnung 22 hindurch, und von dem Gehäuse 12 zurück in die Maschine durch die Auslaßöffnung 18 hindurch.
• Das Gehäuse 12 bestimmt eine Kammer 24, die eine Filtermaterialpatrone aufnimmt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 26 bezeichnet ist und die die Kammer 24 in einen Einlaßabschnitt 28, der mit den Einlaßöffnungen in Verbindung steht, und in einen Auslaßabschnitt 30 unterteilt, der mit der Auslaßöffnung 18 in Verbindung steht. Die Patrone 26 umfaßt eine übliche sich auf einem Umfang erstreckende Anordnung von gefaltetem Filterpapier 32, welche eine obere Endkappe 34 und eine untere Endkappe 36 trägt, die die obere Kante und die untere Kante des Filtermaterials 32 abdichten, und ein tragendes Mittelrohr 37. Die untere Endkappe 36 ist durch eine ringförmige Mittelrohrkappe bzw. einen Tragteil 38 abgestützt, der an der Anzapfungsplatte 14 angebracht ist und die Auslaßöffnung 18 umschreibt bzw. um diese herum angeordnet ist.
• Der Tragteil 38 umfaßt ein Paar von konzentrischen sich auf einem Umfang erstreckenden Flächen 40, 42, welche die Auslaßöffnung 18 umschreiben und welche durch einen umgebogenen Teil 44 verbunden sind. Eine Reihe von auf einem Umfang beabstandeten Öffnungen 46 perforiert den umgebogenen Teil 44, um einen Umgehungsfluß von Fluid entgegengesetzt zur normalen Richtung zu ermöglichen, d. h. vom Auslaß 18 zu den Einlaßöffnungen 22, während der oben beschriebene Arbeitsvorgang der Druckölfüllung stattfindet. Eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Fläche 42 arbeitet mit der Endkappe 36 zusammen, um die Patrone 26 in dem Gehäuse 12 zu zentrieren. Die sich in Umfangsrichtung erstreckende Fläche 42 endigt in einer radial vorragenden sich in Umfangsrichtung erstreckenden Leiste oder Anschlagfläche 48, welche das untere Ende des Mittelrohres 37 und die Endkappe 36 abstützt. Die Patrone 26 ist mittels einer üblichen Blattfeder 50 gegen die Leiste 48 belastet, wobei die Feder sich gegen die obere Endkappe 34 und das geschlossene Ende des Gehäuses 12 legt. Die Blattfeder 50 ragt von einer Scheibe 54 vor, welche das obere offene Ende des Mittelrohres 37 teilweise schließt. Die Scheibe 54 bestimmt eine mittlere Öffnung 56, die von einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Ventilsitz 58 umschrieben bzw. umgeben ist. Ein im wesentlichen kreisförmiger Ventilteil 60 ist nachgiebig in Dichtungseingriff mit dem Ventilsitz 58 mittels einer Feder 62 gedrückt, von welcher ein Ende sich gegen das Ventilglied 60, und das andere Ende sich gegen das Ende eines Federkäfigteils 64 legt, der in den Hohlraum vorragt, der durch das Mittelrohr 37 von der Scheibe 54 gebildet ist.
• Eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Nut 66 ist in der Leiste 48 vorgesehen und klemmt einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Wulst 68 gegen die untere Endkappe 36. Der Wulst 68 ist an einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Arm 70 einer Ventilscheibe getragen, die allgemein mit dem Bezugszeichen 72 bezeichnet ist. Die Ventilscheibe 72 ist aus federndem dehnbarem Material geformt, beispielsweise aus Kautschuk. Die Ventilscheibe 72 umfaßt einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden ablenkbaren Rand bzw. einen einen Rückfluß verhindernden Teil 74, von welchem der Arm 70 sich erstreckt. Der Arm 70 endigt in einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Spitze bzw. in einem solchen Ende 76, welches sich gegen die Platte 14 legt und dadurch als ein einen Rückfluß verhinderndes Ventil wirkt, um zu verhindern, daß Schmieröl aus dem Einlaßabschnitt 28 ausläuft, wie es nachstehend beschrieben wird. Ein zweiter Arm 78 zweigt von dem Rand bzw. dem einen Rückfluß verhindernden Teil 74 ab und endigt in einem Wulst 80, der mit der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Fläche 40 in Gleiteingriff steht. Der Arm 78 bestimmt eine auf Fluiddruck ansprechende Fläche 82 an seiner gemäß der Figur oberen Kante.
• Im Betrieb, wenn der Filter 10 hergestellt wird, befindet sich der Arm 78 der Ventilscheibe 72 in der Position, die in Figur 2 in ausgezogenen Linien dargestellt ist. Wenn das Maschinenschmiersystem zum ersten Mal mit Schmieröl gefüllt wird unter Verwendung des Druckölfüllverfahrens gemäß vorstehender Beschreibung, gelangt Schmieröl in den Filter 12 durch die Auslaßöffnung 18 hindurch. Schmieröl fließt dann durch die Öffnungen 46, wie es in Figur 1 durch den Pfeil A dargestellt ist. Der Arm 78 ist ausreichend dehnbar gemacht, so daß der Druck des Schmieröls, der auf die auf Fluiddruck ansprechende Fläche 82 wirkt, den Arm 78 streckt bzw. dehnt, um dadurch zu ermöglichen, daß das Schmieröl den Wulst 80 von der sich in Umfangsrichtung erstreckenden Fläche 40 wegdrückt, um zu ermöglichen, daß Schmieröl in den Einlaßabschnitt 28 und dann aus den Einlaßöffnungen 22 heraus gelangt, um den verbleibenden Teil des Schmiersystems der Maschine zu füllen. Der Druck, der erforderlich ist, um den Arm 78 zu strecken oder zu dehnen, bietet ausreichenden Widerstand gegen ein Fließen des Schmieröls, welches den Auslaßabschnitt 30 zuerst mit Öl füllt. Demgemäß ist das Schmiersystem der Maschine einschließlich des Filters 10 vollständig mit Schmieröl gefüllt, bevor die Maschine zum ersten Mal gestartet wird, und auf diese Weise ist richtige Schmierung der inneren Teile der Maschine gewährleistet, so daß verhindert ist, daß ernsthafter Verschleiß beim anfänglichen Starten auftritt.
• Wenn die Fahrzeugmaschine gestartet wird, gelangt Druckschmieröl durch die Einlaßöffnungen 22 hindurch. Der Fluiddruck, der durch die Einlaßöffnungen 22 eintritt, lenkt den Rand bzw. den ein Rückfließen verhindernden Teil 74 ab, so daß ermöglicht ist, daß Schmieröl durch den Einlaßabschnitt 28 und durch das Filtermaterial 32 fließt, welches das Schmieröl filtert. Das Schmieröl gelangt dann durch die Öffnungen in dem Mittelrohr 37 und aus der Auslaßöffnung 18 heraus. Wenn die Maschine abgestellt wird, verhindert der Rand bzw. der ein Rückfließen verhindernde Teil 74 ein Zurückfließen von Maschinenöl aus dem Einlaßabschnitt 28 durch die Einlaßöffnungen 22, wodurch verhindert ist, daß das Fluid oder Öl aus dem Filter austritt. Das Umgehungsventil 60 öffnet, um zu ermöglichen, daß Schmieröl ein verstopftes Filtermaterial 32 umgeht, wenn das Druckdifferential zwischen dem Einlaßabschnitt und dem Auslaßabschnitt ausreichend groß ist, um die Kraft der Feder 32 zu überwinden.
• Wenn die Maschine anfänglich gestartet wird, nachdem sie mit dem Druckölfüllverfahren gefüllt worden ist, wie es oben beschrieben worden ist, wirkt der Druck des Schmieröls, welches durch die Einlaßöffnungen 22 fließt, gegen den Arm 78 und drückt diesen gemäß den Figuren nach oben in die Position, die in Figur 2 mit unterbrochenen Linien dargestellt ist, so daß die wirksame Fläche der auf Fluiddruck ansprechenden Fläche 82 beträchtlich verkleinert ist. Demgemäß ist eine Verbindung durch die Öffnungen 46 nur beim anfänglichen Füllen der Maschine mit Öl ermöglicht, und eine Verbindung durch die Öffnungen 46 hindurch ist nach dem anfänglichen Starten der Maschine automatisch verhindert.

Claims (10)

1. Flüssigkeitsfilter zum Filtern des Schmieröls einer Brennkraftmaschine, umfassend ein Gehäuse (12), welches eine Kammer (24) in ihm bildet, Filtermittel (32) in dem Gehäuse (12), welche die Kammer (24) in einen Einlaßabschnitt (28) und einen Auslaßabschnitt (30) unterteilen, einen Einlaß (22) und einen Auslaß (18), um das Schmieröl in den Einlaßabschnitt (28) und aus dem Auslaßabschnitt (30) fließen zu lassen, und einen ein Zurückfließen verhindernden Teil (74), um ein Zurückfließen von Schmieröl von dem Einlaßabschnitt (28) durch den Einlaß (22) hindurch zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umgehungseinrichtung (46, 72) einen Rückwärtsfluß von Schmieröl von dem Auslaßabschnitt (30) zu dem Einlaßabschnitt (28) ermöglicht unter Umgehung der Filtermittel (32) und des ein Rückfließen verhindernden Teils (74), wobei die Umgehungseinrichtung (46, 72) eine Öffnung (46) zwischen dem Einlaßabschnitt (28) und dem Auslaßabschnitt (30), um es dem Schmieröl zu ermöglichen, von dem Auslaßabschnitt (30) zu dem Einlaßabschnitt (28) zu gelangen, und eine Ventilscheibe (72) aufweist, die auf Flüssigkeitsdruck in dem Einlaßabschnitt (28) anspricht, der durch Fließen von Schmieröl in den Einlaßabschnitt (28) erzeugt ist, um danach das Fließen von Schmieröl von dem Auslaßabschnitt (30) zu dem Einlaßabschnitt (28) durch die Öffnung (46) hindurch zu verhindern.

2. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, wobei die Öffnung (46) sich durch einen Tragteil (38) in der Kammer (24) erstreckt, der den Einlaßabschnitt (28) von dem Auslaßabschnitt (30) trennt, wobei die Ventilscheibe (72) mit dem Tragteil (38) im Eingriff steht, um das Fließen durch die Öffnung (46) hindurch zu steuern.

3. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 2, wobei der Tragteil (38) eine sich auf einem Umfang erstreckende Fläche (40) definiert, welche den Einlaß von dem Auslaßabschnitt (30) trennt, wobei die Ventilscheibe (72) einen federnden dehnbaren oder streckbaren Abschnitt (78, 80) umfaßt, der mit der Fläche (40) gleitbar in Eingriff tritt.

4. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 3, wobei der streckbare Abschnitt (78, 80) einen auf Fluiddruck ansprechenden Bereich (82) umfaßt, der in einem sich auf einem Umfang erstrekkenden Wulst (80) endet, welcher mit der Fläche (40) gleitbar in Eingriff tritt, wobei der auf Fluiddruck ansprechende Bereich (82) auf Fluiddruck des Schmieröls, welches durch die Öffnung (46) geflossen ist, anspricht, um den Wulst (80) aus dem Abdichteingriff mit der Fläche (40) zu strecken, um dadurch das Fließen von Schmieröl in den Einlaßabschnitt (28) zu ermöglichen.

5. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 4, wobei der Tragteil (38) eine Anschlagfläche (48) umfaßt, die von der sich auf einem Umfang erstreckenden Fläche (40) vorragt, wobei der auf Fluiddruck ansprechende Bereich (82) gegen die Anschlagfläche (48) gedrückt wird durch den Druck des Schmieröls in dem Einlaßabschnitt (28), wenn dieser einen Druckwert erreicht, der höher als der Druckwert in dem Auslaßabschnitt (30) ist, um dadurch ein darauffolgendes Strecken des streckbaren oder dehnbaren Abschnitts (78, 80) zu verhindern.

6. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 5, wobei die Filtermittel (32) eine ringförmige Anordnung von Filtermaterial umfassen, welche eine innere Umfangsfläche und ein sich auf einem Umfang erstreckendes Mittelrohr (37) bzw. einen solchen Schlauch bildet, das bzw. der die innere Umfangsfläche umschreibt, wobei die Filtermittel (32) und das Mittelrohr bzw. der Mittelschlauch (37) ein Paar von gegenüberliegenden Enden haben und die Anschlagfläche (48) mit einem Ende des Mittelrohres bzw. des Mittelschlauches (37) im Eingriff steht, um das letztere bzw. den letzteren abzustützen.

7. Flüssigkeitsfilter nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Ventilscheibe (72) einen sich auf einem Umfang erstreckenden Arm umfaßt, der von dem Tragteil (38) gehalten ist, um dadurch die Ventilscheibe (72) in ihrer wirksamen Position zu halten.

8. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 7, wobei das entsprechende Ende der Filtermittel (32) eine Endkappenfläche trägt und die Anschlagfläche (48) mit der Endkappenfläche im Eingriff steht, um die Filtermittel (31) in dem Gehäuse (12) abzustützen, wobei eine der Flächen eine Vertiefung bildet, in der ein Wulst (68) aufgenommen ist.

9. Flüssigkeitsfilter nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Entlastungsventil (60) eine Verbindung rund um die Filtermittel (32) von dem Einlaßabschnitt (28) zu dem Auslaßabschnitt (30) ermöglicht, wenn der Druckwert in dem Einlaßabschnitt (28) den Druckwert in dem Auslaßabschnitt (30) um mehr als ein vorbestimmtes Ausmaß überschreitet.

10. Flüssigkeitsfilter nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Gehäuse (12) ein Ende umfaßt, der Auslaß (18) eine Auslaßöffnung an der Mitte des genannten Endes, und der Einlaß (22) eine Anordnung von Einlaßöffnungen ist, welche die Auslaßöffnung umschreiben oder umgeben, der ein Rückfließen verhindernde Teil (74) sich auf einem Umfang um den auf Fluiddruck ansprechenden Bereich (82) erstreckt und von diesem radial vorragt und in einer sich auf einen Umfang erstreckenden Spitze (76) endet, die mit dem genannten Ende des Gehäuses (12) radial auswärts von der Anordnung der Einlaßöffnungen in Eingriff steht, um dadurch Fließen durch die Einlaßöffnung in den Einlaßabschnitt (28) zu ermöglichen, jedoch ein Zurückfließen von Schmieröl aus dem Einlaßabschnitt (28) heraus durch die Einlaßöffnungen zu verhindern.