DE69519542T2

DE69519542T2 - Filtereinrichtungen

Info

Publication number: DE69519542T2
Application number: DE69519542T
Authority: DE
Inventors: Robert F. Poehlman
Original assignee: Modine Manufacturing Co
Current assignee: Modine Manufacturing Co
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1995-07-27
Publication date: 2001-04-05
Anticipated expiration: 2015-07-28
Also published as: EP0694679A1; ATE197983T1; US5472045A; BR9503485A; CA2154595A1; JPH08200030A; DE69519542D1; AU684188B2; AU2719495A; KR100355799B1; EP0694679B1; ES2152365T3

Description

Wegen Umweltproblemen besteht eine dringende Notwendigkeit, den Gebrauch von entsorgbaren Spin-On-Filtern des Typs auszuschließen, welcher typischerweise bei Fahrzeuganwendungen eingesetzt wird. Die Umweltfrage ergibt sich mit Bezug auf das Restöl, das in diesen Filtern verbleibt, wenn sie ausgetauscht werden. Das Volumen von in einem herkömmlichen Spin-On-Filter, welcher bei einem Fahrzeugmotor eingesetzt wird, verbleibendem Restöl kann bis zu einer Viertel-Gallone (ca. 1 Liter) erreichen. Da diese Filter gegenwärtig in Deponien entsorgt werden, kann die Menge an Restöl in jeder Deponie signifikant genug sein, um ernste Umweltprobleme zu verursachen. Beispielsweise wird gegenwärtig geschätzt, dass in jedem Jahr in Minnesota allein etwa 250 000 Gallonen Öl als eine Folge der Entsorgung von Ölfiltern zu den Deponien gelangen. Man kann davon ausgehen, dass die Europäische Gemeinschaft Spin-On-Filter in nächster Zukunft verbietet. Folglich besteht eine Notwendigkeit, alternative Ölfilterungssysteme zu entwickeln, welche die Umweltprobleme, die durch das in Filtern vom Spin-On-Typ verbleibende Restöl aufgeworfen werden, ausschließen. Ein Spin-On-Ölfilter, bei welchem einige Komponenten ausgetauscht werden können, ist in GB-A-2258166 beschrieben.
Energie- und Fahrzeuggewichtsprobleme haben auch zu einem gestiegenen Einsatz von Motoren mit reduziertem Hubvolumen geführt, die mit erhöhten Drehzahlen pro Minute arbeiten.
Bei solchen Motoren wird mehr Wärme an das Schmieröl zurückgegeben als in größeren, langsamer laufenden Motoren, und das hat den Einsatz von Ölkühlern bei solchen Motoren erhöht.
Ein besonders beliebter Typ eines Ölkühlers ist ein sogenannter "Donut"-Ölkühler. Donut-Ölkühler sind kompakt und können einfach an der Stelle an dem Motor installiert werden, wo ein herkömmlicher Spin-On-Filter angeordnet sein würde. Der Spin-On-Filter wird dann direkt an dem Donut- Ölfilter montiert. Eine solche Anordnung ist in US-A- 3743011 beschrieben, und sie bildet den Oberbegriff des Anspruches 1.
Es ist jedoch unnötig zu sagen, dass eine solche Anordnung die Umweltbeschädigung weiter bestehen lässt, die die Verwendung von Spin-On-Filtern begleitet hat. Es besteht demnach ein tatsächlicher Bedarf für ein Ölkühl- und Filtersystem, welches die vielen mit der Verwendung von Donut-Ölkühlern verbundenen Vorteile beibehält und doch die Umweltprobleme, die mit der Verwendung von Spin-On-Filtern einhergehen, überwindet.
Die vorliegende Erfindung schafft in Kombination einen Wärmetauscher zum Austauschen von Wärme zwischen ersten und zweiten Fluiden sowie einen Filter zum Filtern von Verunreinigungen aus dem ersten Fluid, wobei die Kombination umfasst: einen Wärmetauscher mit ersten und zweiten getrennten Strömungswegen für ein zu filterndes Fluid, wobei der erste Strömungsweg in einer wärmeaustauschenden Beziehung mit dem zweiten Fluid steht; wobei der Filter zwischen den ersten und zweiten Strömungswegen positioniert ist; Mittel zum Einrichten eines dritten Strömungsweges für den Strom des zu filternden Fluides zwischen den ersten und zweiten getrennten Strömungswegen, wobei der Filter zwischen diesen Einrichtmitteln und dem Wärmetauscher stromaufwärts des dritten Strömungsweges angeordnet ist; und Spannmittel, um die Einrichtmittel und den Filter in abdichtend zusammengebauter Verbindung mit dem Wärmetauscher zu halten, wobei die Spannmittel einen vierten Strömungsweg umfassen, welcher den dritten Strömungsweg mit dem zweiten Strömungsweg verbindet; dadurch gekennzeichnet, dass der Filter eine Scheibe aus einem Filtermedium mit einer ausreichenden strukturellen Integrität umfasst, dass er wiederverwendbar ist, und dass er eine zentrale Öffnung aufweist derart, dass die Scheibe eine innere periphere Kante um diese Öffnung herum sowie eine äußere periphere Kante aufweist, und dass eine Dichtung an der äußeren peripheren Kante dieser Scheibe montiert ist, und dass diese Scheibe zwischen dem Wärmetauscher und den Einrichtmitteln so angeordnet ist, dass die Spannmittel den Wärmetauscher und die Einrichtmittel gegen die Dichtung abdichten.
Für einige Anwendungen können Vielfachfilterscheiben verwendet werden. Höchst vorzugsweise ist dann, wenn Vielfachfilterscheiben verwendet werden, eine der Scheiben aus einem Fasermaterial hergestellt.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist das Filtermedium ein dünnes Abschirmelement aus einem feinen Maschengewebe. Vorzugsweise strömt das Fluid durch die ersten getrennten Strömungswege, das feine Maschengewebe und sodann durch den zweiten Fluid-Strömungsweg, die hintereinander angeordnet sind, so dass Verunreinigungen in dem Fluid durch das Abschirmelement aufgefangen werden, bevor das Fluid in den zweiten getrennten Strömungsweg eintritt. Der zweite getrennte Strömungsweg ist vorzugsweise durch eine längliche Öffnung in dem Ölkühler definiert, und sie nimmt die durch diese hindurchtretenden Spannmittel auf, wobei die Einrichtmittel Mittel zum Leiten des Fluides zu dem zweiten getrennten Strömungsweg hin umfassen. Die Erfindung sieht ferner vor, dass die den Zugang schaffenden Mittel eine Öffnung in den Spannmitteln sind und in einer Fluidverbindung mit dem axialen Durchtrittskanal der Spannmittel stehen. Die Einrichtmittel sind durch eine Kappe gebildet, wobei die Leitmittel durch mehrere radial beabstandete Rippen auf der Oberfläche der Kappe gebildet sind. Die Rippen sind unterbrochen, und sie bilden konzentrische Bögen, so dass sie mehrere miteinander verbundene, in Umfangsrichtung und in radialer Richtung verlaufende Kanäle definieren, wodurch das Fluid durch die Kanäle strömen kann und Zugang zu dem zweiten getrennten Strömungsweg und damit zu dem axialen Durchtrittskanal der Spannmittel bekommt.
In einer noch anderen bevorzugten Ausgestaltung können die Spannmittel einen hohlen Bolzen umfassen, welcher die den Zugang schaffende Öffnung aufweist, sowie eine Gewindehülse mit einem durch diese hindurch verlaufenden axialen Durchtrittskanal. Vorzugsweise ist eines der Bauteile, nämlich der Bolzen bzw. die Hülse mit Außengewindegängen ausgestattet, wobei das andere Bauteil Innengewindegänge hat, so dass sie miteinander schraubverbunden werden können. Der Bolzen und die Hülse sind so bemessen, dass sie in einen der getrennten Strömungswege in dem Wärmetauscher eingesetzt werden können und dadurch die Einrichtmittel und den Filter in abgedichtet zusammengebauter Beziehung mit dem Wärmetauscher halten und für das Fluid einen durch diese hindurchgehenden Strömungsweg schaffen. In einer noch bevorzugteren Ausgestaltung umfasst die Hülse ein Ende, welches dazu ausgelegt ist, mit einem Motorblock verbunden zu werden, sowie ein entgegengesetztes Ende, welches dazu ausgelegt ist, mit dem Bolzen verbunden zu werden, um dadurch einen Fluid-Strömungsweg zu einem Motorblock zu schaffen.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung hat der Bolzen einen Abschnitt reduzierten Durchmessers, wobei die den Zugang schaffenden Mittel durch eine Öffnung an dem Abschnitt reduzierten Durchmessers ausgebildet sind und dadurch einen Zugang zu dem Inneren des hohlen Bolzens erleichtern.
In einer beispielhaften Ausgestaltung ist eine Kombination eines Wärmetauschers zum Austauschen von Wärme zwischen ersten und zweiten Fluiden sowie eine Filtervorrichtung zum Filtern von Verschmutzungen aus dem ersten Fluid vorgesehen. Ein Merkmal des Wärmetauschers umfasst ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass für das zweite Fluid, sowie einen Stapel von in dem Gehäuse aufgenommenen Wärmetauschereinheiten, wobei die Einheiten jeweils ein Paar miteinander verbundener Platten sind, welche erste Bereiche für den Strom des ersten Fluides definieren, und welche eine sich axial erstreckende Öffnung durch den Stapel von Wärmetauschereinheiten radial innerhalb der ersten Bereiche derselben definieren. Es sind Mittel vorgesehen, um die Wärmetauschereinheiten in einer beabstandeten Beziehung zueinander zu halten, wobei die Haltemittel die Wärmetauschereinheiten zu einer beabstandeten Reihe anordnen und mehrere zweite Bereiche für den Strom eines zweiten Fluides zwischen jedem Paar der beabstandeten Reihen von Wärmetauschereinheiten definieren, so dass ein Wärmeaustausch zwischen den Fluiden durch die Platten erfolgt. Ein Merkmal der Filtervorrichtung umfasst einen Filter mit einer zentralen Öffnung, welcher durch eine dünne Scheibe aus einem Filtermedium gebildet ist. Eine Kopfplatte hat eine zentrale Öffnung, und sie dichtet den Stapel von Wärmetauschereinheiten in dem Gehäuse ab, und sie ist zwischen dem Gehäuse und dem Filter so positioniert, dass die zentrale Öffnung der Kopfplatte in fluchtender Ausrichtung mit den zentralen Öffnungen des Stapels von Wärmetauschereinheiten und des Filters ist. Es sind Einrichtmittel vorgesehen, um eine Fluidverbindung für das erste Fluid zwischen den ersten Bereichen und den zentralen Öffnungen einzurichten, nachdem Verunreinigungen von dem ersten Fluid entfernt worden sind, wobei die Einrichtmittel eine zentrale Öffnung in fluchtender Ausrichtung mit den fluchtenden zentralen Öffnungen haben, die zuvor beschrieben wurden. Es sind Spannmittel vorgesehen, um den Stapel von Wärmetauschereinheiten, den Filter, die Kopfplatte und die Einrichtmittel in abgedichtet zusammengebauter Beziehung miteinander zu halten. Die Spannmittel haben eine Öffnung, um dem ersten Fluid einen Zugang zu einem axialen Durchtrittskanal durch die Spannmittel zu schaffen.
Vorzugsweise sind die Plattenpaare an inneren und äußeren peripheren Kanten miteinander verbunden, um die ersten Bereiche zu definieren.
Andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus einem Studium der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen offenbar, in denen zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Filteranordnung für die Verwendung mit einem an den Block eines Motors montierten Wärmetauscher, welche gemäß der Erfindung aufgebaut ist, wobei Teile im Schnitt gezeigt sind;
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht, welche einen Filter für die Verwendung mit der Filteranordnung und dem Wärmetauscher zeigt;
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht in einer Explosionsdarstellung, welche verschiedene Einzelheiten der Filteranordnung und des Wärmetauschers zeigt;
Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht einer Wärmetauschereinheit, die in dem Wärmetauscher eingesetzt wird;
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 5-5 in Fig. 3, und sie zeigt eine Kappe für die Verwendung mit der Filteranordnung und dem Wärmetauscher; und
Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht in einer Explosionsdarstellung ähnlich der Fig. 2, und sie illustriert eine abgewandelte Ausgestaltung der Erfindung.
Eine beispielhafte Ausgestaltung einer Filtervorrichtung für die Verwendung mit einem Wärmetauscher ist in Fig. 1 in der Umgebung eines Verbrennungsmotors dargestellt. Eine Filteranordnung 10 ist an einem Wärmetauscher 12 montiert, der seinerseits an einem Motorblock 14 montiert ist. Die Filteranordnung 10 dient dazu, Partikel aus einem ersten Fluid, wie etwa einem Schmieröl für den Motor zu filtern.
Der Wärmetauscher 12 ist ein sogenannter Donut-Ölkühler, der von herkömmlichem Aufbau sein kann.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, umfasst die Filteranordnung 10 einen Filter 16 mit einer geringen Filtermedium- Volumenmasse. Anders als frühere Filter vom Spin-On-Typ ist der Filter 16 umweltfreundlicher, weil nur eine geringe Filtermedium-Volumenmasse zum Einsatz kommt, wodurch die Kapazität des Filters 16 zum Festhalten von Restöl in dem Filter 16 nach dessen Einsatz entsprechend herabgesetzt wird. Vorzugsweise ist der Filter 16 durch eine dünne Scheibe 18 ausgebildet, die eine durch diese hindurchgehende zentrale Öffnung 20 hat, und die von einer ausreichenden strukturellen Integrität ist, wie etwa Filter vom Typ aus einem Gewebe aus rostfreiem Stahldraht, welche durch die Parker Hannifin Corp. geliefert werden und wiederverwendbar sind. Wenn nötig, kann eine Filterscheibe 18 dieses Typs einfach gereinigt werden, etwa durch Verwendung eines geeigneten Lösungsmittels, und sodann für eine Wiederverwendung erneut eingebaut werden.
Die dünne Scheibe 18 umfasst aus Gründen ihrer Herstellung aus Drahtgewebe feine Maschen 22 mit darin vorgesehenen kleinen Öffnungen, so dass die dünne Scheibe 18 schädliche Feststoffe auffangen kann. Die Öffnungen können Abmessungen im Bereich von annähernd 28 Mikron bis zu 60 Mikron haben. Wenn nötig, können mehrere Scheiben 18 verwendet werden. Es kann in einigen Fällen erwünscht sein, dass wenigstens eine dünne Scheibe 23 aus einem Fasermaterial, wie etwa einem Papiermaterial oder einem Zellschaummaterial verwendet wird, um Partikel kleinerer Abmessungen aufzufangen, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Wenn eine Faser-Filterscheibe 23 verwendet wird, können andere Abwandlungen bei der Filteranordnung 10 erwünscht sein, wie hier beschrieben wird.
Durch den normalen Einsatz der Filterscheibe 18 können die Öffnungen mit Partikeln verunreinigt werden. Wenn eine Verunreinigung auftritt, kann die Filterscheibe 18 einfach entfernt und, wie zuvor beschrieben, gereinigt werden, und sie kann sodann in Verbindung mit dem Wärmetauscher 12 für einen fortgesetzten Einsatz wieder installiert werden. Auf diese Weise gibt es keine Entsorgung von Ölfilterkartuschen, wodurch jegliche Probleme bezüglich des darin enthaltenen Restöls ausgeschaltet werden. In gleicher Weise kann, wenn eine Faser-Filterscheibe 23 auch verwendet wird, dann, wenn diese verschmutzt wird, diese leicht entfernt und ersetzt werden. Die verschmutzte Faserscheibe 23 kann verbrannt werden, um Deponieentsorgungsprobleme auszuschalten.
Fig. 3 und 4 stellen den Aufbau eines typischen Wärmetauschers 12 dar, welcher in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Wie ein Fachmann auf diesem Gebiet erkennt, kann der genaue Aufbau des Wärmetauschers innerhalb des Hauptgedankens der vorliegenden Erfindung variiert werden.
Der Wärmetauscher 12 umfasst ein Gehäuse 24 mit einem Kühlmitteleinlass 26, einem Kühlmittelauslass 28 und einem Stapel Wärmetauschereinheiten 30, die in dem Gehäuse 24 aufgenommen sind. Der Wärmetauscher 12 hat erste und zweite getrennte Strömungswege 32 und 34 für das zu filternde Fluid, wie genauer nachstehend beschrieben wird.
Die Wärmetauschereinheiten 30 umfassen jeweils ein Paar annährend identischer Platten 36, die jeweils an inneren und äußeren Umfangskanten 38 und 40 miteinander verbunden sind, und die dadurch in abgedichteter Weise mehrere erste Bereiche 42 für den Strom eines zu filternden Fluides definieren.
Eine sich axial erstreckende zentrale oder längliche Öffnung 44 ist radial einwärts der ersten Bereiche 42 ausgebildet.
Die Wärmetauschereinheiten 30 sind innerhalb des Gehäuses 24 gestapelt, wo sie durch Haltemittel in einer Reihe mit Abständen angeordnet sind. Die Haltemittel können die Form von in die Platten geprägten Knöpfen 46 haben, welche dazu dienen, mehrere zweite Bereiche 48 für den Strom eines zweiten Fluides, wie etwa eines Kühlmittels, zwischen jedem Paar der in Reihe mit Abständen angeordneten Wärmetauschereinheiten 30 zu definieren. Der Einlass 26 des Gehäuses 24 leitet Kühlmittel in die zweiten Bereiche 48, und der Auslass 28 des Gehäuses 24 nimmt Kühlmittel von den zweiten Bereichen 48 auf. Eine Kopfplatte 50 mit einer zentralen Öffnung 52 darin dichtet den Stapel von Wärmetauschereinheiten 30 in dem Gehäuse 24 ab, wobei die Kopfplatte 50 zwischen dem Filter 16 und dem Gehäuse 24 so positioniert ist, dass die zentrale Öffnung 52 der Kopfplatte mit der zentralen Öffnung 44 des Stapels von Wärmetauschereinheiten 30 und der zentralen Öffnung 20 des dünnen Scheibenfilters 18 entlang einer zentralen Achse 53 fluchtend ausgerichtet ist.
Der erste getrennte Strömungsweg 32 des Wärmetauschers 12 kann durch die ersten Bereiche 42 definiert werden, während der zweite getrennte Strömungsweg 34 des Wärmetauschers durch die sich axial erstreckende zentrale Öffnung 44 definiert werden kann, die durch den Stapel von Wärmetauschereinheiten 30 gebildet wird. Eine Fluidverbindung ist zwischen den Strömungswegen 32 und 34 durch Einrichtmittel in der Form einer Kappe 54 mit einer zentralen Öffnung 56 eingerichtet, wobei die Kappe 54 abdichtend über der dünnen Filterscheibe 18 angeordnet ist, um die Filterscheibe 18 sandwichartig gegen die Kopfplatte 50 zu drücken, wie in der Explosionsansicht der Fig. 3 dargestellt ist.
Es wird nochmals auf die Fig. 3 Bezug genommen; der neuartige Aufbau zum Abdichten des Wärmetauschers 12 und der Filtervorrichtung 16 ist dargestellt. Die Kopfplatte 50 ist mit einer kontinuierlichen, hochstehenden äußeren Umfangsringkante 60 ausgestattet, die eine Ringnut 62 radial innerhalb von der Kante 60 definiert. Die Ringnut 62 hat eine ebene Bodenfläche 64, in welcher eine ringförmige Vertiefungssektion 66 ausgebildet ist. Die Vertiefungssektion 66 ist mit (nicht gezeigten) Öffnungen ausgestattet, die in einer Fluidverbindung mit Innenräumen der Wärmetauschereinheit 30 stehen derart, dass Öl, welches durch die ersten Bereiche 42 geflossen ist, in die Ringnut 62 eintritt und einen Zugang zu der Filterscheibe 18 bekommt. Radial innerhalb der Vertiefungssektion 66 und anliegend an der zentralen Öffnung 52 umgibt eine Fortsetzung der ebenen Bodenfläche 64 die zentrale Öffnung 52.
Die Kappe 54 hat eine äußere Umfangsringkante 70 derart, dass der Durchmesser der Kappenkante 70 annähernd der gleiche oder geringfügig kleiner als der Durchmesser der Kopfplattenkante 60 ist. Sie hat auch eine innere Umfangskante 71, die mit der Kante 70 koplanar ist, und die einen Durchmesser hat, welcher etwa gleich demjenigen der Öffnung 52 in der Kopfplatte ist. Die dünne Filterscheibe 18 hat eine äußere Umfangskante 72 und eine innere Umfangskante 74, wobei die innere Kante 74 der zentralen Öffnung 20 der Filterscheibe 18 nahe ist. Entlang den Kanten 72 und 74 der Filterscheibe 18 sind Formgummi- Kantendichtungen 76 und 77 vorgesehen. Die Formelastomer- Kantendichtungen 76 und 77 sitzen passend anliegend in der Ringnut 62 auf der ebenen Bodenfläche 64 der Kopfplatte 50 und auf der Fortsetzung 68 derart, dass dann, wenn die Kappe 54 über den Filter 16 gelegt wird, die inneren und äußeren Kanten 70 und 71 die Kantendichtungen 76 und 77 der Filterscheibe 18 jeweils gegen die Kopfplattenflächen 64 und 68 andrücken, um den Wärmetauscher 12 und die Filteranordnung 10 abzudichten.
Im Betrieb nimmt die Kappe 54 gefiltertes Fluid auf und leitet es zu der sich axial erstreckenden Öffnung 44 durch Leitmittel, die durch mehrere radial beabstandete Rippen 78 auf einer Bodenfläche 80 der Kappe 54 gebildet sind. Die Rippen 78 bilden konzentrische Bögen, so dass sie jeweils mehrere miteinander verbundene, in Umfangs- und Radialrichtung verlaufende Kanäle 82 und 84 definieren, wodurch das erstes Fluid durch die Kanäle 82 und 84 fließen kann und einen Zugang zu der sich axial erstreckenden Öffnung 44 bekommt, wie am besten in Fig. 5 gezeigt ist.
Es sind Spannmittel zum Halten der Kappe 54 und des Filters 16 in abgedichtet zusammengebauter Beziehung mit dem Wärmetauscher 12 vorgesehen, wobei die Spannmittel durch einen hohlen Bolzen 86 mit einem Bolzenkopf 88 sowie eine Gewindehülse 90 mit einem durch diese hindurch verlaufenden axialen Durchtrittskanal 92 gebildet sind, wie in Fig. 3 zu sehen ist. Die Hülse 90 erstreckt sich von dem Motorblock 14 (Fig. 1) aus und dient als Ölrückführung. Die Kappe 54 hat eine obere Fläche 94 mit einer Ringnut 96, welche die zentrale Öffnung 56 der Kappe umgibt, die eine Dichtung 98 vom O-Ring-Typ aufnimmt. Der hohle Bolzen 86 ist an seiner Innenseite mit Gewindegängen 100 sowie mit einem Zugang schaffenden Mitteln in der Form einer Öffnung 102 versehen, um dem gefilterten Fluid einen Zugang zu dem Inneren des hohlen Bolzens 86 zu schaffen. Um die Zugangsmöglichkeit des gefilterten Fluides zu dem Inneren des Bolzens 86 weiter zu erleichtern, kann die Öffnung 102 an einem Abschnitt 104 reduzierten Durchmessers des hohlen Bolzens 86 vorgesehen sein. Die Gewindehülse 90 hat Außengewindegänge 106, wobei die Gewindehülse ein Ende 108 aufweist, welches dazu ausgelegt ist, mit dem Motorblock 14 verbunden zu werden, sowie ein davon abgewandtes Ende 110, welches die Gewindegänge 100 des Bolzens 86 aufnimmt, um den Bolzen 86 und die Hülse 90 miteinander zu verbinden. Der Bolzen 86 und die Hülse 90 sind so bemessen, dass sie durch die zueinander fluchtenden zentralen Öffnungen der Kopfplatte 50, des Stapels von Wärmetauschereinheiten 30, des Filters 16 und der Kappe 54 gesteckt werden können, wodurch sie die Kappe 54 und den Filter 16 in abgedichtet zusammengebauter Beziehung mit dem Wärmetauscher 12 halten. Wenn der Bolzen 86 und die Hülse 90 durch die zentralen Öffnungen gesteckt und miteinander verbunden sind, dann bilden sie einen Strömungsweg für das gefilterte Fluid durch den Bolzen 86 und die Hülse 90 hindurch und sodann zu dem Motor. Wenn der Bolzen 86 auf der Hülse 90 abgedichtet ist, dann drückt der Bolzenkopf 88 die Dichtung 98 vom O- Ring-Typ in die Nut 96 derart, dass die Dichtkraft auf die Kappe 54 und sodann auf die Filterscheibe 18 und die Kopfplatte 50 übertragen wird, womit der Wärmetauscher 12 und die Filteranordnung 10 abgedichtet werden.
Wenn eine Faser-Filterscheibe 23 in Verbindung mit einer Filterscheibe 18 verwendet wird, dann wird die Kappe 54 so abgewandelt, dass die äußere Umfangsringkante 70 ausgedehnt wird, wie in Fig. 6 zu sehen ist. Die ausgedehnte Ringkante 70 wirkt mit Firsten 112 der Rippen 78 zusammen und fasst einen Halteschirm 114 ein. Der Halteschirm 114 und die Filterscheibe 18 decken den Faserfilter 23 sandwichartig ab, so dass der Strom des Öls durch diesen hindurch die Faser-Filterscheibe 23 nicht verformt. In gleicher Weise hält die sandwichartige Anordnung der Faser-Filterscheibe 23 zwischen dem Halteschirm 114 und der Filterscheibe 18 die strukturelle Integrität der Faser-Filterscheibe 23 aufrecht, so dass diese nicht durch einen Kontakt mit der Kopfplatte 50 oder den Rippenfirsten 112 zerrissen oder durchlöchert wird.
Wenn auch obenstehend bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargelegt worden sind, so sieht man doch ein, dass die hier vorgelegten Einzelheiten durch Fachleute auf diesem Gebiet variiert werden können, ohne dass man aus dem Umfang der beigefügten Ansprüche tritt.

Claims

1. Kombination eines Wärmetauschers (12) zum Austauschen von Wärme zwischen ersten und zweiten Fluiden, und eines Filters (16) zum Filtern von Verunreinigungen aus dem ersten Fluid, wobei die Kombination umfasst:

einen Wärmetauscher (12) mit ersten und zweiten getrennten Strömungswegen (32, 34) für das zu filternde erste Fluid, wobei der erste Strömungsweg (32) mit dem zweiten Fluid in einer wärmeaustauschenden Beziehung steht;

wobei der Filter (16) zwischen den ersten und zweiten Strömungswegen (32, 34) positioniert ist;

Mittel (54) zum Einrichten eines dritten Strömungsweges (82, 84) für den Strom des zu filternden Fluides zwischen den ersten und zweiten getrennten Strömungswegen (32, 34), wobei der Filter (16) zwischen diesen Einrichtmitteln (54) und dem Wärmetauscher (12) stromaufwärts dieses dritten Strömungsweges (82, 84) angeordnet ist; und

Spannmittel (86, 90), um die Einrichtmittel (54) und den Filter (16) in einer abgedichtet zusammengebauten Beziehung mit dem Wärmetauscher (12) zu halten, wobei die Spannmittel (86, 90) einen vierten Strömungsweg (102) umfassen, welcher den dritten Strömungsweg (82, 84) mit dem zweiten Strömungsweg verbindet;

dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (16) eine Scheibe (18) aus einem Filtermedium mit einer ausreichenden strukturellen Integrität umfasst, dass sie wiederverwendbar ist, und dass sie eine zentrale Öffnung (20) hat derart, dass die Scheibe (18) eine innere periphere Kante (74) um diese Öffnung (20) herum sowie eine äußere periphere Kante (72) besitzt, und dass eine Dichtung (76) an der äußeren peripheren Kante der Scheibe (18) montiert und die Scheibe (18) zwischen dem Wärmetauscher (12) und den Einrichtmitteln (54) so angeordnet ist, dass die Spannmittel (86, 90) den Wärmetauscher (12) und die Einrichtmittel (54) gegen die Dichtung (76) abdichten.

2. Kombination nach Anspruch 1, bei welcher eine Dichtung (77) auch an der inneren peripheren Kante (74) montiert ist.

3. Kombination nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei welcher der Filter (16) mehrere Scheiben (18, 23) aus einem Filtermedium umfasst.

4. Kombination nach Anspruch 3, bei welcher das Filtermedium von wenigstens einer dieser Scheiben ein Fasermaterial (23) umfasst.

5. Kombination nach Anspruch 1, bei welcher das Filtermedium ein dünnes Abschirmelement (18) aus einem feinen Maschengewebe für den Durchtritt eines Fluides durch dieses hindurch umfasst.

6. Kombination nach Anspruch 5, bei welcher das Fluid nacheinander durch den ersten getrennten Strömungsweg (32) und das feine Maschengewebe und sodann durch den zweiten getrennten Strömungsweg (34) strömt, so dass Verunreinigungen in dem Fluid durch das Abschirmelement (18) aufgefangen werden, wenn das Fluid durch das feine Maschengewebe hindurchtritt, bevor es in den zweiten getrennten Strömungsweg (34) eintritt.

7. Kombination nach Anspruch 6, bei welcher der zweite getrennte Strömungsweg (34) durch eine längliche Öffnung (44) definiert wird, welche die durch diese hindurchtretenden Spannmittel (86, 90) aufnimmt.

8. Kombination nach Anspruch 7, bei welcher der vierte Strömungsweg (102) eine Öffnung (102) in den Spannmitteln umfasst, die in einer Fluidverbindung mit einem Durchtrittskanal in den Spannmitteln stehen.

9. Kombination nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Einrichtmittel (54) eine Kappe (54) aufweisen, die mehrere radial beabstandete Rippen (78) auf einer Oberfläche (80) dieser Kappe (54) aufweist, wobei die Rippen (78) konzentrische Bögen bilden derart, dass die Rippen mehrere miteinander in Verbindung stehende, in Umfangsrichtung und radial verlaufende Kanäle (82, 84) definieren, welche den dritten Strömungsweg (82, 84) bilden, wodurch das Fluid durch die radialen Kanäle (84) hindurchströmen kann, um Zugang zu dem vierten Strömungsweg (102) zu erhalten.

10. Kombination nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Spannmittel (86, 90) einen hohlen Bolzen (86) und eine Gewindehülse (90) umfassen, die einen axial durch diese verlaufenden Durchtrittskanal aufweist.

11. Kombination nach Anspruch 10, bei welcher eines der Bauteile, nämlich entweder der Bolzen (86) oder die Hülse (90) mit Innengewindegängen (100) und das jeweils andere Bauteil, nämlich der Bolzen (86) oder die Hülsen (90) mit Außengewindegängen (106) ausgestattet sind, so dass der Bolzen (86) und die Hülse (90) miteinander schraubverbunden werden können, wobei die Hülse (90) und der Bolzen (86) so bemessen sind, dass sie in einen der getrennten Strömungswege (32, 34) in dem Wärmetauscher (12) eingesetzt werden können, um dadurch die Einrichtmittel (53) und den Filter (16) lösbar in einer abgedichtet zusammengebauten Beziehung mit dem Wärmetauscher (12) zu halten und dem Fluid einen Strömungsweg durch diese zu schaffen.

12. Kombination nach Anspruch 11, bei welcher die Hülse (90) ein Ende (108) aufweist, das dazu ausgelegt ist, mit einem Motorblock (14) verbunden zu werden, sowie ein entgegengesetztes Ende (110), das dazu ausgelegt ist, mit dem Bolzen (86) verbunden zu werden, um dadurch einen Fluid-Strömungsweg zu einem Motorblock (14) zu schaffen.

13. Kombination nach Anspruch 10, bei welcher der Bolzen (86) einen Abschnitt (104) mit reduziertem Durchmesser sowie eine Öffnung (102) an diesem Abschnitt mit reduziertem Durchmesser umfasst, um einen Zugang zu dem Inneren dieses hohlen Bolzens (86) zu erleichtern.

14. Kombination nach Anspruch 1, bei welcher:

der Filter eine zentrale Öffnung hat;

und der Wärmetauscher umfasst:

ein Gehäuse (24), welches einen Einlass (26) und einen Auslass (28) für das zweite Fluid (28) umfasst;

einen Stapel von innerhalb des Gehäuses (24) aufgenommenen Wärmetauschereinheiten (30), deren jede ein Paar Platten (36) umfasst, die miteinander verbunden sind und mehrere erste Bereiche (42) für den Strom des ersten Fluides definieren und eine sich axial erstreckende, zentrale Öffnung (44) durch diesen Stapel von Wärmetauschereinheiten (30) radial innerhalb der ersten Bereiche (42) derselben definieren, sowie Mittel (46) zum Halten der Wärmetauschereinheiten (30) in einer zueinander beabstandeten Beziehung, wobei die Mittel (46) die Wärmetauschereinheiten in einer zueinander beabstandeten Reihe anordnen und mehrere zweite Bereiche (48) für den Strom des zweiten Fluides zwischen jedem Paar der beabstandeten Reihen von Wärmetauschereinheiten (30) definieren, so dass ein Wärmeaustausch zwischen diesen Fluiden über die Platten (36) erfolgt, und

eine Kopfplatte (50) mit einer zentralen Öffnung (52), wobei die Kopfplatte den Stapel von Wärmetauschereinheiten (30) innerhalb des Gehäuses (24) abdichtet und zwischen dem Stapel (30) und dem Filter (16) angeordnet ist, so dass die zentrale Öffnung (52) der Kopfplatte mit den zentralen Öffnungen (44, 20) des Stapels von Wärmetauschereinheiten (30) und des Filters (16) fluchtend ausgerichtet ist;

wobei die Einrichtmittel (54) eine zentrale Öffnung (56) in fluchtender Ausrichtung mit den fluchtenden zentralen Öffnungen (44, 20, 52) der Wärmetauschereinheiten (30), des Filters (16) und der Kopfplatte (50) aufweisen; und

wobei die Spannmittel (86, 90) eine Öffnung (102) aufweisen, um den Zugang des ersten Fluides zu dem Durchtrittskanal in den Spannmitteln (86, 90) vorzusehen.

15. Kombination nach Anspruch 14, bei welcher der Filter (16) mehrere Scheiben eines Filtermediums umfasst, und wobei das Filtermedium von wenigstens einer dieser Scheiben ein Fasermaterial (23) umfasst.

16. Kombination nach Anspruch 14, bei welcher das Paar Platten (36) miteinander an inneren und äußeren peripheren Kanten (38, 40) verbunden ist und diese mehreren ersten Bereiche (42) definiert.

17. Kombination nach Anspruch 14, bei welcher die Einrichtmittel eine Kappe (54) umfassen, wobei diese Kappe (54) über dem Filter (16) plaziert ist, um den Filter (16) sandwichartig gegen die Kopfplatte (50) anzulegen.

18. Kombination nach Anspruch 14, bei welcher die Einrichtmittel (54) Mittel (78, 80) zum Leiten des ersten Fluides zu der Öffnung (102) hin umfasst, nachdem Verunreinigungen von diesem entfernt worden sind.

19. Kombination nach Anspruch 18, bei welcher die Einrichtmittel (54) eine Kappe (54) umfassen, und die Leitmittel (78) mehrere radial beabstandete Rippen (78) auf einer Oberfläche (80) dieser Kappe (54) umfassen, wobei diese Rippen (78) konzentrische Bögen bilden, so dass diese Rippen mehrere miteinander verbundene, in Umfangsrichtung und in radialer Richtung verlaufende Kanäle (82, 84) definieren, wodurch das erste Fluid durch die radialen Kanäle (84) strömen kann, um einen Zugang zu der Öffnung (102) zu bekommen.

20. Kombination nach Anspruch 14, bei welcher die Spannmittel einen hohlen Bolzen (86) umfassen, welcher die Öffnung (102) aufweist sowie eine Gewindehülse (90), die einen durch diese hindurch verlaufenden axialen Durchtrittsweg (92) besitzt.

21. Kombination nach Anspruch 20, bei welcher eines der Bauteile, nämlich der Bolzen (86) oder die Hülse (90) mit Innengewindegängen (100) und das jeweils andere Bauteil, nämlich der Bolzen oder die Hülse mit Außengewindegängen (106) ausgestattet sind, so dass der Bolzen (86) und die Hülse (90) miteinander schraubverbunden werden können, wobei die Hülse (90) und der Bolzen (86) so bemessen sind, dass sie durch die fluchtenden zentralen Öffnungen (52, 54, 20, 56) der Kopfplatte (50), des Stapels von Wärmetauschereinheiten (30), des Filters (16) und der Einrichtmittel (54) gesteckt werden können, um dadurch die Kopfplatte (50), den Stapel von Wärmetauschereinheiten (30), den Filter (16) und die Einrichtmittel (54) lösbar in einer abgedichtet zusammengebauten Beziehung zueinander zu halten.