SE509996C2

SE509996C2 - Device at an oil filter

Info

Publication number: SE509996C2
Application number: SE9800669A
Authority: SE
Inventors: Erik Hedman
Original assignee: Purolator Products Co
Priority date: 1998-03-04
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 1999-03-29
Also published as: WO1999044716A1; SE9800669L; CA2322681A1; AU2757799A; AR018575A1; SE9800669D0; EP1059983A1

Abstract

The invention relates to an arrangement in an oil filter (1) for a machine with a centralised lubrication system, for example an internal combustion engine. The oil filter comprises a cylindrical container (1a) containing a filter material (2). One end (1b) of the container has a peripheral seal (1b1), a central, threaded sleeve (1b2) serving as outlet for oil that has passed through the oil filter, and inlet openings (1b3) situated between the sleeve (1b2) and the seal (1b1) for oil that is to be filtered. When the filter (1) is fitted to the machine it forms part of the machine lubrication system. Connected to the inlet and outlet of the oil filter is a non-return valve, designed to retain the oil in the container (1a) when the oil pressure is cancelled, together with an overflow valve designed to open and allow at least some of the incoming oil to bypass the filter material (2) when the fall in pressure over the said material exceeds a predetermined pressure value. When changing the filter material, the other end serves as an openable/closeable cover. The non-return valve is designed to be acted upon by the force of a spring, prevailing when the cover (1c) is closed, to maintain its non-return valve function and to open when the spring force is cancelled as a result of the cover (1c) being opened.

Description

509 996 10 15 20 25 30 35 2 filterbehållaren, van/id man visserligen lättare kan förbränna denna, men kvar blir av varje filter ett hoppressat stålskrov med oljerester, olämpligt att hantera i en metallur- gisk process och närmast omöjligt vad avser miljömässig långtidsdeponering. Ändamålet med föreliggande uppfinning är, att åtstadkomma ett oljefilter av inled- ningsvis nämnt slag hos vilket ﬁlterbehållaren följer motoms livslängd och ﬁberrna- terialet är utbytbait, varvid i samband med byte av filtermaterial oljan i ﬁlterbehålla- ren automatiskt skall lämna denna, så att endast en ringa mängd olja skall följa med det förbrukade ﬁltermaterialet. 509 996 10 15 20 25 30 35 2 filter container, used / id it is admittedly easier to incinerate, but each filter remains a compressed steel hull with oil residues, unsuitable to handle in a metallurgical process and almost impossible in terms of long-term environmental disposal. The object of the present invention is to provide an oil filter of the type mentioned in the introduction in which the filter container follows the service life of the engine and the bearing material is exchangeable, whereby in connection with changing filter material the oil in the filter container should automatically leave it. small amount of oil should accompany the consumed ateriallter material.

Detta ändamål uppnås genom att filtret har de drag, som anges i patentkravets l kän- netecknande del.This object is achieved in that the filter has the features stated in the characterizing part of claim 1.

Fördelaktiga detaljer hos uppfinningen framgår av de osjälvständiga patentkraven liksom av följande beskrivning av ett utförande med hänvisning till bifogade rit- ningar på vilka: Fig la i ett längssnitt visar ett utförande av ett oljefilter enligt uppfinningen och olje- flödet genom detta vid normal funktion. Fig lb visar i förstorad skala en detaljvy av filtret enligt fig la. Fig 2a visar funktionen hos en överströrriningsventil och oljeﬂö- det i filtret då denna öppnar. Fig 2b visar överströrnningsventilen och dess funktion i detalj. Fig 3a illustrerar byte av filtermaterial och fig 3b är en detaljvy, som visar hur enligt uppfinningen backventilfunktionen upphör då oljefiltrets lock öppnas.Advantageous details of the invention appear from the dependent claims as well as from the following description of an embodiment with reference to the accompanying drawings in which: Fig. 1a in a longitudinal section shows an embodiment of an oil filter according to the invention and the oil flow therethrough in normal operation. Fig. 1b shows on an enlarged scale a detailed view of the filter according to Fig. 1a. Fig. 2a shows the function of an overflow drain valve and the oil in the filter when it opens. Fig. 2b shows the overflow valve and its function in detail. Fig. 3a illustrates the change of filter material and Fig. 3b is a detail view, which shows how according to the invention the non-return valve function ends when the lid of the oil filter is opened.

På ritningen betecknar siffran 1 generellt ett oljefilter enligt uppfinningen. Detta in- nefattar en behållare 1 med en cylindrisk vägg la och tvenne gavlar lb och lc samt ett filtermaterial 2 omslutet av behållaren l. Gaveln lb har en periferiell tätning lbl och centralt är i gaveln anordnad en muff lb2. Mellan denna och tätningen lbl, närmare bestämt intill behållas/äggen la, finns öppningar lb3 i gaveln lb. Mellan gavlarna lb, lc är anordnat ett centralt rör 3 med ett antal öppningar 3a i mantelytan.In the drawing, the number 1 generally denotes an oil filter according to the invention. This comprises a container 1 with a cylindrical wall 1a and two ends 1b and 1c and a filter material 2 enclosed by the container 1. The end wall 1b has a peripheral seal 11b and a sleeve 1b2 is arranged centrally in the end. Between this and the seal lbl, more precisely next to the retained / eggs 1a, there are openings lb3 in the end wall 1b. Between the ends 1b, 1c a central tube 3 is arranged with a number of openings 3a in the mantle surface.

Röret 3 är gängat i muffen lb2. Öppningarna lb3 är inloppsöppningar för oljan, som skall renas och leder denna till ett utrymme lalmellan behållarväggen la och filter- materialet 2. Från detta uttrymme strömmar oljan genom filtermaterialet och fångas upp av öppningarna 3a i röret 3, genom vilket oljan rinner till muffen lb2, som bildar utloppsöppning för filtret l.The tube 3 is threaded in the socket lb2. The openings 1b3 are inlet openings for the oil to be purified and lead it to a space between the container wall 1a and the filter material 2. From this space the oil flows through the filter material and is caught by the openings 3a in the pipe 3, through which the oil flows to the sleeve 1b2. which forms the outlet opening for the filter l.

När filtret är monterat på t ex en förbränningsmotor, är muffen lb2 medelst gängför- band förbunden med ett från motorn utskjutande inloppsrör 4 och tätningen lbl 10 15 20 25 30 35 3 509 996 anligger tätande mot en förhöjd ansats 5 på motorblocket. Oljan, som skall filtreras, strömmar i en kanal 6, som omsluter inloppsröret 4 och som kommunicerar med motoms smörjställen.When the filter is mounted on, for example, an internal combustion engine, the sleeve 1b2 is connected by means of threaded connections to an inlet pipe 4 projecting from the engine and the seal 1b 10 15 20 25 30 35 3 509 996 abuts sealingly against a raised shoulder 5 on the engine block. The oil to be filtered flows in a channel 6, which encloses the inlet pipe 4 and which communicates with the engine lubrication points.

Konventionella oljeñlter har, som inledningsvis nämnts, en backventilfunktion och en överströmningsventilfunktion. Dessa funktioner återfinnes hos det uppﬁnningsen- liga filtret, så som kommer att framgå av det följande.Conventional oil filters have, as mentioned in the introduction, a non-return valve function and an overflow valve function. These functions are found in the inventive filter, as will be seen in the following.

Filtret 2 har formen av ett förhållandevis tjockväggigt rör vars vägg Za består av veckat papper och vid vars resp ändar finns en gavel i form av en ringformig plan skiva 2b1, 2b2 av ett styvt material t ex lättmetall, plast eller plastimpregnerad papp.The filter 2 is in the form of a relatively thick-walled tube whose wall Za consists of folded paper and at the respective ends of which there is an end in the form of an annular flat disc 2b1, 2b2 of a rigid material such as light metal, plastic or plastic-impregnated cardboard.

För att möjliggöra filterbyte är filterbehållarens 1 andra gavel lc utformad som ett öppnings/stängningsbart lock. För detta ändamål är locket lc försett med en central gängmuff lcl, som kan gängas på änden av röret 3. Mellan locket lc och behållaren la finns en tätning 7. Denna är spänd över periferien av en skivfjäder 8, som med en från locket lc vänd rilla 8a är avsedd att trycka mot filterrnaterialets 2a gavel 2b2.To enable filter replacement, the second end 1c of the filter container 1 is designed as an openable / closable lid. For this purpose, the lid 1c is provided with a central threaded sleeve 1cl, which can be threaded on the end of the tube 3. Between the lid 1c and the container 1a there is a seal 7. This is clamped over the periphery of a disc spring 8, which with one from the lid 1c groove 8a is intended to press against the end 2b2 of the filter material 2a.

Fjädems 8 uppgift kommer att framgå av det följande.Fjädem's 8 task will appear from the following.

Enligt uppfinningen är backventilen i föreliggande oljeﬁlter inrättad att upprätthålla sin backventilfunktion så länge locket lc är på, men då detta avlägsnas upphör back- ventilfunktionen, vilket medför att filterbehållaren 1 töms på olja.According to the invention, the non-return valve in the present oil filter is arranged to maintain its non-return valve function as long as the lid 1c is on, but when this is removed, the non-return valve function ceases, which means that the filter container 1 is emptied of oil.

I det på ritningen visade utförandet av uppfinningen åstadkommes både backventil- och överströmningsventilfunktionen väsentligen av en enda komponent, nämligen ett ringforrnigt, fjädrande membran 9, som med en i riktning mot locket lb mjukt krökt kantﬂäns 9a ansluter mot behållarväggen la på ett sådant sätt att olja kan passera.In the embodiment of the invention shown in the drawing, both the non-return valve and the overflow valve function are provided essentially by a single component, namely an annular, resilient diaphragm 9, which with a softly curved edge a and 9a connects to the container wall 1a in such a way as to oil can pass.

Membranet 9 har, som tydligast framgår av detaljvyema i figurerna lb, 2b och 3b från ytterkantﬂänsen 9a räknat fyra koncentriska rillor 9b, 9e, 9d och 9e. Rilloma 9b och 9c pekar mot gaveln lb och är inrättade att anligga mot den ringformade skivan lb. Rillan 9d, som också pekar mot gaveln lb, ligger på visst avstånd från rillan 9c och närmare centrum än denna och rillan 9e, som pekar mot den ringformade skivan lb, ligger ännu närmare centrum än rillan 9c och på visst avstånd från denna. I den ringformade skivan lb, väsentligen rakt under rillan 9d, finns genomgående urborr- ningar lb4. Membranet 9 är format så, att opåverkat av yttre krafter och med rillorna 9b, 9c vilande på den ringformade skivan lb bildas det en ringformig spalt 10 (se fig 3b) mellan skivan lb och rillan 9e, genom vilken spalt, olja kan strömma ut via 509 996 10 15 20 25 30 35 4 urborrningarna lb4 till utloppsmuffen lb2. Spalten 10 sluts emellertid då membranet påverkas av en tillräckligt stor nedåtriktad kraft, som överförs via filtermaterialet 2, närmare bestämt från locket lc, som påverkar skivfjädem 8, vilken via rillan 9a pressar mot gaveln 2b1 så att slutligen gaveln 2b2 pressar mot rillan 9d och så att rillan 9c kommer att anligga mot den ringforrriiga skivan lb varigenom backventil- funktionen etableras. Överströmsventilfunktionen åstadkommes genom lämplig avvägning mellan kraften från skivfjädern 8 å ena sidan och fjädringsstyvheten hos området av membranet 9 vilket ligger mellan rilloma 9d och 9e samt oljetrycket å andra sidan. Denna avväg- ning är gjord så, att vid ett förutbestämt tryck förmår oljan att strömma ut genom en ringspalt, som uppstår mellan rillan 9e och den ringforrnade skivan lb så som visas i figurerna 3a, 3b och skall förklaras närmare i anslutning till dessa.The diaphragm 9 has, as is clear from the detailed views in Figures 1b, 2b and 3b from the outer edge 9a, counted four concentric grooves 9b, 9e, 9d and 9e. The grooves 9b and 9c point towards the end wall 1b and are arranged to abut against the annular disc 1b. The groove 9d, which also points towards the end wall 1b, is at a certain distance from the groove 9c and closer to the center than this and the groove 9e, which points towards the annular disc 1b, is even closer to the center than the groove 9c and at a certain distance therefrom. In the annular disc 1b, substantially directly below the groove 9d, there are through-holes 1b4. The diaphragm 9 is shaped so that unaffected by external forces and with the grooves 9b, 9c resting on the annular disc 1b, an annular gap 10 (see Fig. 3b) is formed between the disc 1b and the groove 9e, through which gap, oil can flow out via 509 996 10 15 20 25 30 35 4 the bores lb4 to the outlet sleeve lb2. However, the gap 10 closes when the diaphragm is actuated by a sufficiently large downward force, which is transmitted via the filter material 2, more specifically from the cover 1c, which acts on the disc spring 8, which via the groove 9a presses against the end 2b1 so that finally the end 2b2 presses against the groove 9d and so that the groove 9c will abut against the annular disc lb whereby the non-return valve function is established. The overcurrent valve function is achieved by a suitable balance between the force from the disc spring 8 on the one hand and the suspension rigidity of the area of the diaphragm 9 which lies between the grooves 9d and 9e and the oil pressure on the other hand. This balance is made so that at a predetermined pressure the oil is able to flow out through an annular gap which arises between the groove 9e and the annular disc 1b as shown in Figures 3a, 3b and will be explained in more detail in connection therewith.

I ﬁgurema la, lb markeras med pilar ll oljans ﬂöde in i och genom oljeﬁltret och med en pil 12 oljans väg ut ur filtret under normal drift. Som pilarna ll visar ström- mar oljan uppåt genom kanalen 6 och når via öppningama 1b3 in i själva filtret, där oljan fördelad över utrymmet lal fortsätter genom filterrnaterialet Za mot röret 3 och in genom dess öppningar 3a för att via dessa nå motorns inloppsrör 4.I gurema la, lb are marked with arrows ll the fate of the oil into and through the oil filter and with an arrow 12 the oil's way out of the filter during normal operation. As the arrows 11 show, the oil flows upwards through the channel 6 and reaches via the openings 1b3 into the filter itself, where the oil distributed over the space 11a continues through the filter material Za towards the pipe 3 and in through its openings 3a to reach the engine inlet pipes 4.

Skulle nu tryckfallet över filtermaterialet av något av de tidigare nämnda skälen eller som en kombination av båda överskrida ett förutbestämt värde, sker det som illustre- ras i ﬁgurerna 2a och 2b, nämligen att överströmningsventilen öppnar, så att totala oljegenomströrnningsmängden genom filtret hålls väsentligen konstant. Flödet ge- nom överströmningsventilen, vilket representerar den oljemängd, som ej passerat genom ﬁltermaterialet markeras i ñgurema Za, 2b med pilar 13. Återstoden av total- flödet strömmar så som visats i fig 1 och har för enkelhets skull utelämnats ur ﬁgu- rema 2a, 2b. När det är dags att byta filtermaterialet förutsättes, att motom ej är igång och följaktligen finns det ej varken oljetryck eller oljeﬂöde, men av skäl som angivits tidigare är filterbehållaren fylld med olja. Denna töms emellertid ut automatiskt medelst den uppfinningsenliga anordningen så, som skall förklaras i anslutning till ﬁgurerna 3a, 3b.Should the pressure drop across the filter material now for any of the aforementioned reasons or as a combination of both exceed a predetermined value, it is as illustrated in Figures 2a and 2b, namely that the overflow valve opens, so that the total oil flow rate through the filter is kept substantially constant. The flow through the overflow valve, which represents the amount of oil which has not passed through the ﬁlter material, is marked in ñgurema Za, 2b with arrows 13. The remainder of the total flow flows as shown in Fig. 1 and has for the sake of simplicity been omitted from ﬁ gourmas 2a, 2b. When it is time to change the filter material, it is assumed that the engine is not running and consequently there is neither oil pressure nor oil ﬂ, but for reasons stated earlier, the filter container is filled with oil. However, this is emptied automatically by means of the device according to the invention as is to be explained in connection with the guras 3a, 3b.

När locket skruvats av och filtermaterialet 2 tagits ur filterbehållaren l har också kraftpåverkan på membranet 9, härrörande från skivfjädem 8 och ﬁltermaterialets 2 tyngd upphört och därmed har också, genom membranets fjädring, dess backventil- funktion upphört. Oljan i behållaren kan nu strömma ut, så som visas med pilar 14, 10 509 996 s via den ringforrniga spalten mellan rillan 9e och den ringfonniga skivan lb och genom öppningarna 1b4 i denna ned i kanalen 6. När ﬁlterbehållaren är tömd, kan ett nytt ﬁlterrnaterial föras ned i behållaren la och locket skruvas på varefter motorn kan startas.When the lid has been unscrewed and the filter material 2 has been removed from the filter container 1, the force effect on the diaphragm 9, originating from the disc spring 8 and the weight of the filter material 2, has also ceased and thus, through the suspension of the diaphragm, its non-return valve function has ceased. The oil in the container can now flow out, as shown by arrows 14, 10 509 996 s via the annular gap between the groove 9e and the annular disc 1b and through the openings 1b4 in it down into the channel 6. When the filter container is emptied, a new ter Filter material is lowered into the container 1a and the lid is screwed on, after which the engine can be started.

I skivﬁädern 8 ﬁnns en tryckutj ärnningsöppning 8b med uppgift att åstadkomma samma tryck på ömse sidor om skivﬁ ädem 8. Därigenom elimineras risken for att, genom olika tryck på ömse sidor om skivij ädem 8, backventilfunktionen skulle äventyras. Om nämligen trycket ovanför skivtj ädern skulle vara tillräckligt mycket lägre än under denna, skulle skivﬁädem hindras att åstadkomma en nedåtriktad ﬁäderkraﬁ och backventilﬁmktionen upphöra.In the disc spring 8 there is a pressure equalizing opening 8b with the task of producing the same pressure on both sides of the disc edge 8. This eliminates the risk that, through different pressures on both sides of the disc edge 8, the non-return valve function would be compromised. Namely, if the pressure above the disc spring were to be much lower than below this, the disc edema would be prevented from producing a downward der spring kra and the non-return valve function would cease.

Claims

A device for an oil filter (1) for a machine with a central lubrication system, for example an internal combustion engine comprising a cylindrical, a filter material (2) containing a container (1a), one end of which (1b) ) has partly a peripheral seal (lbl) and partly a central, threaded sleeve (1b2) serving as an outlet for oil, which has passed the oil filter and partly between the sleeve (1b2) and the seal (lbl) placed inlet openings (1b3) for oil , which is to be filtered, whereby when the filter (1) is mounted on the machine this is included as part of the machine's lubrication system and whereby in connection with the oil filter's inlet and outlet there is a non-return valve arranged to retain the oil in the container (1a) when the oil pressure ceases, partly a flood valve arranged to open and allow at least a part of the incoming oil to pass past, i.e. not through, the ateriallter material (2) when the pressure drop above this exceeds a predetermined pressure value due to the oil being cold e The filter material (2) is clogged with dirt particles from the oil, characterized in that the second end serves as a per se / openable / closable lid when changing the filter material, that the non-return valve is arranged to be actuated by force. from a spring, effective when the lid (lc) is closed, maintaining its non-return valve function and opening at the cessation of spring force as a result of the lid (lc) being opened. Device according to claim 1, characterized in that the intermediate material constitutes an operative connection between the non-return valve and a disc spring placed between the filter material and the lid (1c), which is arranged to maintain the spring force when the lid is closed, but whose spring force ceases. when the lid is opened. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the ﬁlter material has two rigid and flat end ends, that one end of the container comprises an annular disc (lb), which with an outer edge ﬂ is (lbl) by frictional engagement connects to the wall (1a) of the container (1) and with its inner edge connects to the outlet sleeve (1b2) and that the overflow and non-return valves comprise an annular resilient diaphragm (9), which with a soft in the direction of the lid (1c) curved oil edge ytter end (9a) oil-tight connects to the container wall (1a) and, having a number of concentric grooves (9b, 9c, 9d, 9e) such that the membrane (9) from the outer edge ﬂ end (9a) has a first and a second groove for abutment against the annular disc (1b), at a distance therefrom, closer to the center a third groove (9d) curved towards the end (1b) and a further center lying 10 7 5 Û 9 9 9 6 center, towards the annular disc (1b) ) curved fourth groove (9e), that it in the annular disc (lb) on substantially the same radius from the center as the third groove (9d) has, there are continuous bores (1b3) and that the diaphragm (9) is shaped so that it is unaffected by the kra force between the annular disc (1b) and the fourth groove (9e) forms an annular gap (9) for the oil to flow out of the container (1) via the bores (1b3), but so that the gap (10) is closed by the diaphragm being actuated by the spring force Transmitted via the end of the bllter material (Za) (2bl) to the third groove (9d), thereby providing the non-return valve function and that simultaneously by the suspension of the membrane (9) between the third (9d) and fourth groove (9e) lying part, the overflow valve function is achieved by oil while overcoming said suspension of the diaphragm (9) flow through a gap between the annular disc (lb) and the fourth groove (9e).