DE69009482T2

DE69009482T2 - Sicherheitsventil für flüssigkeitsfilter.

Info

Publication number: DE69009482T2
Application number: DE69009482T
Authority: DE
Inventors: Theodorus Vandenberk
Original assignee: AlliedSignal Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 1989-09-08
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1994-10-06
Anticipated expiration: 2010-03-17
Also published as: AU5279090A; CA2020763A1; EP0489731B1; US4990247A; JPH05501827A; CA2020763C; DE69009482D1; ES2054350T3; EP0489731A1; WO1991003302A1; JP2872403B2

Description

Diese Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsfilter.
Flüssigkeitsfilter werden an Automobil-Brennkraftmaschinen verwendet, um das Schmieröl zu filtern. Solche Filter sind gewöhnlich von dem sogenannten "spin-on"-Typ, in welchem ein Filtermaterial in einer Metalldose eingeschlossen bzw. in einer solchen Dose versiegelt ist, die in regelmäßigen Intervallen weggeworfen und ausgetauscht wird. Das Filtermaterial besteht aus Filterpapier, welches gefaltet und zu einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Anordnung von sich radial verjüngenden Falten gebildet ist. Das Material wird in der Dose angeordnet und arbeitet mit deren Wand zusammen, um eine Einlaßkammer zu bilden. Das Material umgibt ein mittleres Rohr, welches eine Auslaßkammer bestimmt. Die Einlaßkammer und die Auslaßkammer stehen über Öffnungen in einem Ende der Filterdose mit dem Maschinenschmiersystem in Verbindung. Da ein verstopftes Filtermaterial eine Maschine ihres Schmieröls beraubt, ist es erforderlich, ein Umgehungsventil vorzusehen, welches sich öffnet, um zu ermöglichen, daß das Schmieröl das Material umgeht, wenn das Druckdifferential zwischen der Einlaßkammer und der Auslaßkammer einen vorbestimmten Wert überschreitet. Ein solches Entlastungsventil ist in der US-A-3 807 561 offenbart und es besteht aus einem federbelasteten Rückschlagventil, welches das Ende des mittleren Rohres verschließt, welches dem Ende gegenüberliegt, welches mit der Auslaßöffnung in Verbindung steht.
Selbstverständlich kann, wenn ein kleiner Teil des Filters bricht, das gebrochene Stück unmittelbar in das Maschinenschmiersystem eintreten und blockiert auf diese Weise den Strom von Schmieröl zu der Maschine, wodurch eine ernsthafte Beschädigung oder Zerstörung der Maschine hervorgerufen wird, an welcher der Filter verwendet wird. Zum Stand der Technik gehörende Entlastungsventile sind aus Kunststoff gebildet und sie werden durch die Feder, welche sie geschlossen hält, kontinuierlich beansprucht. Demgemäß ist es möglich, daß ein Teil des Ventils, welches von der Feder belastet ist, brechen kann. Wenn in dem Entlastungsventil, welches in der vorgenannten US-A-3 807 561 offenbart ist, einer von zwei Schenkeln, gegen welche die Schließfeder sich legt, abbricht, kann das gesamte Entlastungsventil in die Maschine wandern.
Die vorliegende Erfindung hat als Zweck, das vorgenannte Problem des Standes der Technik zu vermeiden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Flüssigkeitsfilter geschaffen, umfassend ein Gehäuse, welches einen Einlaß und einen Auslaß hat, Filtermaterial in dem Gehäuse, welches das letztere in eine Einlaßkammer, die mit dem Einlaß in Verbindung steht, und in eine Auslaßkammer unterteilt, die mit dem Auslaß in Verbindung steht, und ein Entlastungsventilgebilde, welches dazu geeignet ist, sich zu öffnen, um zu ermöglichen, daß ungefilterte Flüssigkeit direkt von der Einlaßkammer zu der Auslaßkammer gelangt unter Umgehung des Filtermaterials, wenn das Druckdifferential zwischen der Einlaßkammer und der Auslaßkammer einen vorbestimmten Wert überschreitet, wobei das Entlastungsventilgebilde einen Halter umfaßt, der mit dem Filtermaterial zusammenarbeitet, um die Einlaßkammer von der Auslaßkammer zu trennen, der Halter eine Öffnung, die die Einlaßkammer mit der Auslaßkammer verbindet, ein Ventilglied zum Schließen der Öffnung, und eine Feder bestimmt, welche das Ventilglied nachgiebig in eine Position drückt, in welcher die Öffnung geschlossen ist, und das Ventilglied einen ersten Satz und einen zweiten Satz von Federeingriffsteilen umfaßt, wobei jeder der Federeingriffsteile Federeingriffsflächen trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeingriffsteile des zweiten Satzes länger als die Federeingriffsteile des ersten Satzes sind, um es den Federeingriffsflächen an dem ersten Satz zu ermöglichen, mit der Feder in Eingriff zu treten, um die letztere von den Federeingriffsflächen an dem zweiten Satz der Federeingriffsteile weg zu halten.
Durch die Erfindung ist im Fall des Brechens eines der Schenkel, die durch die Schließfeder beansprucht werden, Eintritt des Ventilgliedes in das Maschinenschmiersystem verhindert. Die Schenkel sind weiterhin in Umfangsrichtung um das Ventilglied beabstandet, und sie wirken als eine Führung, wenn das Ventilglied in den Halter eingebaut wird.
Dieser Vorteil und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung ersichtlich, in welcher:
Figur 1 eine teilweise im Querschnitt gehaltene Seitenansicht einer Flüssigkeitsfilters ist, der gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist;
Figur 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Querschnittsansicht ist im wesentlichen nach Linie 2-2 der Figur 1; und
Figur 3 eine auseinandergezogene schaubildliche Ansicht des Untergebildes aus Halter, Feder und Venilglied ist, welches in dem Flüssigkeitsfilter verwendet wird, der in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist.
Gemäß der Zeichnung umfaßt ein Flüssigkeitsfilter, der allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, ein Gehäuse 12, welches in sich einen Hohlraum 14 bestimmt. Eine übliche Filterpatrone, die allgemein mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet ist, ist in dem Hohlraum 14 eingebaut. Die Filterpatrone 16 besteht aus einem Filtermaterial 18 aus gefaltetem Papier, welches in Umfangsrichtung um ein perforiertes Mittelrohr 20 angeordnet ist. Die Oberkanten der Falten, die das Material 18 umfassen, sind durch ein Dichtungsmittel 22 abgedichtet.
Ein Entlastungsventilgebilde, welches allgemein mit dem Bezugszeichen 24 bezeichnet ist und nachstehend im einzelnen beschrieben wird, umfaßt einen Halter 26, der das Oberende des Mittelrohres 20 schließt und der auch Federarme 28 umfaßt, die mit dem geschlossenen Ende des Gehäuses 12 im Eingriff stehen und die Patrone 16 gemäß Figur 1 nachgiebig nach unten drücken. Das gemäß Figur 1 untere Ende des Gehäuses 12 ist durch einen üblichen Schließteil 30 geschlossen, der mit auf einem Umfang beabstandeten Einlaßöffnungen 32 und einer mit Gewinde versehenen Auslaßöffnung 34 versehen ist, die mit einem üblichen Montagezapfen (nicht dargestellt) in Gewindeeingriff tritt, wenn der Filter 10 an einer Brennkraftmaschine angeordnet wird.
Die Patrone 16 und der Halter 26 arbeiten mit dem Gehäuse 12 zusammen, um eine Einlaßkammer 36, zu bestimmen, die mit den Einlaßöffnungen 32 in Verbindung steht und eine Auslaßkammer 38, die von dem Mittelrohr 20 umgeben ist, und mit der Auslaßöffnung 34 in Verbindung steht. Demgemäß tritt ungefilterte Flüssigkeit, die durch Einlaßöffnungen 32 fließt, gewöhnlich durch das Material 18 zwischen der Einlaßkammer 36 und der Auslaßkammer 38 hindurch. Das Material 18 entfernt Verunreinigungsteilchen, die in der gefilterten Flüssigkeit mitgeführt werden. Die gefilterte Flüssigkeit fließt zurück in die Brennkraftmaschine, an welcher der Filter 10 verwendet wird, indem sie durch die Auslaßkammer 38 und die Auslaßöffnung 34 hindurchwandert.
Um zu verhindern, daß ungefilterte Flüssigkeit den Filter umgeht, schließt der Halter 26 die (gemäß Figur 1) obere Seite der Kammer 38 und wirkt dementsprechend mit dem Material 18 als ein Teil der Grenzfläche zwischen der Einlaßkammer 36 und der Auslaßkammer 38 zusammen. Jedoch treten Situationen auf, in denen es erforderlich ist, das Material 18 zu umgehen. Wenn der Flüssigkeitsfilter 10 beispielsweise nicht in regelmäßigen Intervallen gewechselt wird, kann das Material 18 verstopft werden, so daß ein unerwünscht hohes Druckdifferential zwischen der Einlaßkammer 36 und der Auslaßkammer 38 hervorgerufen wird. Da sich eine ernsthafte Maschinenbeschädigung oder Maschinenzerstörung ergeben kann, wenn die Maschine nur kurz daran gehindert wird, eine angemessene Menge Schmieröl zu erhalten, ist es erforderlich, das Entlastungsventilgebilde 24 vorzusehen, welches sich öffnet, um zu ermöglichen, daß gefilterte Flüssigkeit das Material umgeht, wenn das Druckdifferential zwischen den Kammern 36 und 38 einen vorbestimmten Wert erreicht.
Das Entlastungsventilgebilde 24 umfaßt den Halter 26, ein Ventilelement, welches allgemein mit dem Bezugszeichen 40 bezeichnet ist, und eine Feder 42. Wie dargestellt, ist das Ventilelement 40 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, welches in der Lage ist, sich zu biegen, um es dem Teil des Ventilgebildes, der mit der Feder 42 im Eingriff steht, zu ermöglichen, durch die Öffnung 44 hindurch gedrückt zu werden, die in dem Halter 26 vorgesehen ist. Der Ventilkörper 40 besteht aus einer Ventilscheibe 46, die mit dem Halter 26 in Eingriff treten kann, um die Öffnung 44 zu schließen, aus einem ersten Satz von Federeingriffsteilen, die aus Schenkeln 48, 50 bestehen, und aus einem zweiten Satz von Federeingriffsteilen, die aus Schenkeln 52, 54 bestehen. Die Schenkel 48, 50, 52 und 54 sind in Umfangsrichtung um die Ventilscheibe 46 beabstandet und sie erstrecken sich durch die Öffnung 44, um mit der Feder 42 in Eingriff zu treten. Demgemäß tritt die Feder 42 mit einer Seite des Halters 26 in Eingriff, und die Ventilscheibe 46 tritt mit der gegenüberliegenden Seite des Halters 26 in Eingriff.
Die Schenkel 48 bis 54 biegen sich geringfügig, wenn sie durch die Öffnung 44 hindurchgezwungen werden, und als Folge ihres gleichen Umfangsabstandes um die Ventilscheibe 46 herum, richten sie den Ventilkörper 40 mit Bezug auf den Halter aus. Weiterhin verlaufen die Schenkel im wesentlichen gleichachsig zu der Öffnung 44. Die Schenkel 48 und 50 enden in vorragenden Teilen 56, 58, die mit Bezug auf die Öffnung 44 von den Schenkeln 48, 50 allgemein radial vorragen und sich axial in Richtung gegen die Ventilscheibe 46 verjüngen, um Widerhaken zu bilden, die Federeingriffsflächen 60, 62 tragen, die mit der gemäß Figur 3 oberen Windung der Feder 42 in Eingriff treten. Schenkel 52 und 54 umfassen auch vorragende Teile 64, 66, die Federeingriffsflächen 68, 70 bestimmen.
Der axiale Abstand zwischen der Ventilscheibe 46 und den Federeingriffsflächen 68, 70 an den Schenkeln 52, 54 ist größer als der axiale Abstand zwischen der Ventilscheibe 46 und den Federeingriffsflächen 60, 62 an den Schenkeln 48 und 50. Demgemäß befindet sich während des normalen Betriebs des Entlastungsventilgebildes 24 die Feder 42 nur mit den Federeingriffsflächen an den Schenkeln 48 und 50 im Eingriff. Als Folge der größeren axialen Länge zwischen der Ventilscheibe 46 und den Federeingriffsflächen 68 und 70 sind die Flächen 68 und 70 gewöhnlich von der Feder 42 getrennt, wie es in Figur 2 dargestellt ist. Demgemäß werden während des normalen Betriebs des Entlastungsventilgebildes nur die Schenkel 48 und 50 von der Feder 42 beansprucht, während die Schenkel 52 und 54 unbeansprucht bleiben.
Bei zum Stand der Technik gehörenden Vorrichtungen, die nur zwei Schenkel umfassen, die beide durch die Ventilschließfeder beansprucht werden, kann einer der Schenkel versagen. Im Fall des Versagens eines der Schenkel, die mit der Feder im Eingriff stehen, kann das gesamte Ventilgebilde 40 in die Auslaßkammer 38 fallen, wo es durch Fließen des Schmieröls aus der Öffnung 34 heraus in die Maschine gezwungen wird. Wenn dies auftritt, kann sich ein katastrophales Versagen der Maschine ergeben. Jedoch verhindern bei der vorliegenden Erfindung im Fall des Versagens eines Schenkels oder beider Schenkel 48, 50, welche die Kraft der Feder 42 tragen, die Schenkel 52, 54 das Ventil 40 daran, durch die Öffnung 44 hindurch zu fallen und den Ölfluß zur Maschine zu blockieren, so daß ein katastrophales Versagen der Maschine verhindert ist.

Claims

1. Flüssigkeitsfilter, umfassend ein Gehäuse (12), welches einen Einlaß (32) und einen Auslaß (34) hat, Filtermaterial (18) in dem Gehäuse (12), welches das letztere in eine Einlaßkammer (36), die mit dem Einlaß (32) in Verbindung steht, und in eine Auslaßkammer (38) unterteilt, die mit dem Auslaß (34) in Verbindung steht, und ein Entlastungsventilgebilde (24), welches dazu geeignet ist, sich zu öffnen, um zu ermöglichen, daß ungefilterte Flüssigkeit direkt von der Einlaßkammer (36) zu der Auslaßkammer (38) gelangt unter Umgehung des Filtermaterials (18), wenn das Druckdifferential zwischen der Einlaßkammer (36) und der Auslaßkammer (38) einen vorbestimmten Wert überschreitet, wobei das Entlastungsventilgebilde (24) einen Halter (26) umfaßt, der mit dem Filtermaterial (18) zusammenarbeitet, um die Einlaßkammer (36) von der Auslaßkammer (38) zu trennen, der Halter (26) eine Öffnung (44), die die Einlaßkammer (36) mit der Auslaßkammer (38) verbindet, ein Ventilglied (40) zum Schließen der Öffnung (44), und eine Feder (42) bestimmt, welche das Ventilglied (40) nachgiebig in eine Position drückt, in welcher die Öffnung (44) geschlossen ist, und das Ventilglied (40) einen ersten Satz und einen zweiten Satz von Federeingriffsteilen (48, 50, 52, 54) umfaßt, wobei jeder der Federeingriffsteile (48, 50, 52, 54) Federeingriffsflächen (60, 62, 68, 70) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeingriffsteile des zweiten Satzes (52, 54) länger als die Federeingriffsteile des ersten Satzes (48, 50) sind, um es den Federeingriffsflächen (60, 62) an dem ersten Satz (48, 50) zu ermöglichen, mit der Feder (42) in Eingriff zu treten, um die letztere von den Federeingriffsflächen (68, 70) an dem zweiten Satz (52, 54) der Federeingriffsteile weg zu halten.

2. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Federeingriffsteile (48, 50, 52, 54) Schenkel sind, die von einem Ventilkörper (46) in einer Richtung allgemein gleichachsig zu der Öffnung (44) vorragen, und die Schenkel Teile (56, 58, 64, 66) umfassen, die mit Bezug auf die Öffnung (44) radial vorragen und die Federeingriffsflächen (60, 62, 68, 70) tragen.

3. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Federeingriffsflächen (60, 62) der Schenkel des ersten Satzes (48, 50) von Federeingriffsteilen an sich axial verjüngenden Widerhaken gebildet sind, um wenigstens einen Teil der Feder (42) zu fangen und zu halten.

4. Flüssigkeitsfilter nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (46) mit einer Seite des Halters (26) im Eingriff steht und die Feder (42) mit der anderen Seite des Halters (26) im Eingriff steht, die Schenkel durch die genannte Öffnung (44) hindurchgehen, und jeder der Sätze von Federeingriffsteilen (48, 50, 52, 54) zwei Schenkel umfaßt, die in Umfangsrichtung in einem Abstand voneinander liegen, um mit der Öffnung (44) zusammenzuarbeiten, um den Ventilkörper (46) mit Bezug auf die Öffnung (44) auszurichten.