Erfindungsbeschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum vollständigen oder teilweisen Verzicht auf Ölwechsel bei Verbrennungskraftmaschinen
Die Erfindung hat die Verlängerung der Schmiereigenschaften des Motorenöls von rotierenden Maschinen vorzugsweise Verbrennungskraftmaschinen zum Inhalt. Mit dieser Erfindung wird ein vollständiger oder teilweiser Verzicht auf Ölwechsel bei Verbrennungskraftmaschinen nach dem bekannten Prinzip der Nebenstromfeinstfiltrierung des Motoröls durch einen konstruktiv veränderten Nebenstromfeiπstfifter, eine Frischölzugabe und eine vorteilhafte Handhabung beim praktischen Einsatz in Motorfahrzeugen erreicht.
Nach dem Stand der Technik benötigen Verbrennungskraftmaschinen zur Schmierung, Kühlung, Abdichtung und Reinhaltung des Motorinneren Schmieröl. Dieses öl wird im Laufe der Nutzungszeit durch verschiedenste Einflüsse (z.B. Abrieb, Verbrennungspro- dukte) in seinen Eigenschaften negativ beeinflußt, so daß es regelmäßig getauscht werden muß. Die z.Zt. üblichen Wechselintervalle liegen zwischen 10.000 km und 30.000 km (bei Pkw) bzw. 25.000 km und 100.000 km (bei Lkw). Mit dem Wechsel des Öles wird meistens auch ein Wechsel des standardmäßig vorhandenen (Hauptstrom-) ölfilters vorgenommen. Weiterhin sind sogenannte Nebenstromfeinstfilter bekannt, durch deren Verwendung die Ölwechselintervalle verlängert bzw. völlig überflüssig gemacht werden sollen. Hier werden Abrieb- und Verbrennungsprodukte in einem Bypass des - ansonsten völlig unveränderten - ölkreislaufs extrem fein gefiltert und somit größtenteils absorbiert. Durch das Entfernen der festen Bestandteile im öl soll das öl erheblich länger (teilweise unendlich lange) verwendbar sein, was in der Fachwelt massiv bestritten wird. Tatsächlich verändert sich das öl im Laufe der Zeit relativ zum Frischölzustand. Unbestritten ist allerdings die positive Auswirkung der Nebenstromfeinstfiltrierung auf die Sauberkeit des Öles. Die Verwendung von Nebenstromfeinstftltern führt zwar zu einer Verbesserung des ölzu- standes, kann aber die chemischen Veränderungen des Öles über die Zeit nicht votlstän- dig verhindern.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der weiteren Verbesserung der Nebenstromfeinstfiltrierung, mit dem Ziel, die Feinstfiltrierung so zu verändern, daß das Motorenöl seine Frischöleigenschaften über eine sehr lange Betriebszeit des Motors behält. Während der Betriebszeit des Motors soll die chemische Veränderung des Motoröls durch gezielte Maßnahmen in Verbindung mit der Feinstfiltrierung verhindert werden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die Veränderung der Konstruktion des Feinstfilters und die Zuführung von Frischöl, weiches mit dem Wechsel der Feinstfilterpa- trone als Ersatz für die gleichzeitig entnommene bestimmte Menge (Alt-)ÖI dem Motoröl zugegeben wird, gelöst. Durch entsprechende Präparation des Frischöls, welches beim Wechsel des Nebenstromfeinstfilters hinzugefügt wird, wird das im Motor enthaltene Motorenöl in seinen chemischen Parametern wesentlich verbessert, damit bleiben die Gebrauchseigenschaften des Motorenöls in Verbindung mit dem Öl-Nebenstromfeinstfilter und dem ÖI-Hauptstromfιlter auf lange Zeit erhalten. Die technische Lösung der Aufgabe beinhaltet die Verbesserung der Konstruktion des Nebenstromfeinstfilters und die Zuführung von präpariertem Frischöl mit dem Wechsel der Filterpatrone des Nebenstromfeinstfilters.
Die Feinstfiltration des Nebenstromfeinstfilters arbeitet nach dem Radialprinzip. Die Verbesserungen der Konstruktion betreffen - die optimale Ausnutzung des Filterpapiers durch Einsatz eines hocheffektiven
Stützrohres, welches aus einem längs geschlitzten Blech, sowie aus einem gegenüber dem Öl und seinen Radikalen beständigem Metall besteht; die Verhinderung von Bypässen durch konstruktive Gestaltung der Abdichtflächen mit Kompressionsringen gemäß Abbildung 3; - die Reduzierung der aktiven Fiftermasse auf sehr kleine Durchmesser durch die Verwendung des im ersten Anstrich aufgeführten Stützrohres (Vergrößerung der radialen Durchströmfläche des Stützrohres) sowie einem verbesserten Filterpapier. Durch die Reduzierung der aktiven Fittermasse ist eine sehr kleine Bauweise des Nebenstromfeinstfilters gegeben. Diese Bauweise ermöglicht eine optimale Anpassung der Größe der Nebenstromfeinstfilter an das zu reinigende Ölvolumen der Motoren und damit die Verwendung in nahezu allen Verbrennungskraftmaschinen von Fahrzeugen.
Mit dem Tausch der Nebenstromfeinstfilterpatrone in den dafür festgelegten Abständen bezogen auf die Laufleistung des Motors ist eine ca. 0-15%-ige Entnahme des im Motor befindlichen Öles verbunden. Dies ergibt sich aus dem in der Filterpatrone und im Nebenstromfeinstfiltergehäuse befindlichen Motorenöl. Diese ölmenge wird nun durch ein präpariertes Frischöl ersetzt. Da bei den heutigen Motoren von nur sehr geringen Ölverlusten auszugehen ist, läßt sich die nachzufüllende Frischölmenge gut bestimmen und wird mit der neuen Nebenstromfeinstfilterpatrone in einem gesonderten dosierten Ölbehättnis bereitgestellt. Das Nachfüllen kann dann direkt in den Motor oder in das Gehäuse des Nebenstromfeinstfilters erfolgen. Mit dieser Maßnahme wird eine Aufwertung der chemischen Eigenschaften des Motoröls nahe den Eigenschaften des Frischöls erreicht und damit eine wesentliche Verlängerung eines notwendigen Ölwechsels des Motoröls der Verbrennungskraftmaschine oder anderer rotierender Maschinen ermöglicht.
Eine weiter Aufgabe der Erfindung besteht in einer fahrzeugnutzerfreundlichen Vorgehensweise. Diese Aufgabenstellung bedingt einen schnellen und sauberen Wechsel des Nebenstromfeinstfilters und den Ersatz des durch die Entnahme der Filterpatrone mit entnommenen Motoröls durch ein präpariertes Frischöl.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß durch die Konstruktion des Feinstfilters und dessen Unterbringung im Motorraum die Möglichkeit geschaffen wird, sowohl die Zugabe des präparierten Frischöls als auch den Wechsel der Feinstfilterpatrone auf einfache Art zu realisieren.
Hauptmerkmale sind ein vollständig aus dem Motorraum entfernbarer, kompletter Neben- stromfeinstfilter mit den dafür nötigen technischen Details sowie der in verschiedenen Stufen umsetzbare Austausch der Komponenten Patrone und präpariertes Frischöl. Die Lösung der Aufgabe wird wie folgt verwirklicht: Konstruktion des Nebenstromfeinstfiltergehäuses dergestalt, daß das Gehäuse mit einem per Hand leicht zu öffnenden Verschluß versehen ist und das Gehäuse zur Trennung von dem Zu- und Ablaufschlauch mit zwei Schnellverschlußkupplungen ausgestattet ist. Für weitere Anwendungsfälle wird der leicht zu öffnende Verschluß des Gehäuses durch einen dichten, nur mit Spezialwerkzeugen in einer Servicestation zu öffnenden Verschluß ausgestattet, beziehungsweise das Nebenstromfeinstfiltergehäuse mit Feinstfilterpatrone wird als Verschleißteil zur einmaligen Verwendung, wie bei Hauptötfittem, genutzt. Für den Fall der einmaligen Verwendung, wird das Nebenstromfeinstfiltergehäuse mit
Feinstfilterpatrone nach der Herstellung oder der Bereitstellung für den Nebenstrom- feinstfifteraustausch mit Spezialöl gefüllt.
105 Die Schnellverschlusskupplungen sind selbstabdichtend dergestalt, daß das Kupplungsstück und die am Schlauch befindlichen Gegenstücke (Stecktüllen) beide selbstabdichtend sind. Derartige technische Lösungen für selbstabdichtende Schπelrverschlußkupp- lungen sind bekannt, zum Beispiel dort, wo Gase oder Flüssigkeiten abkoppelbar zwischen verschiedenen Behältnissen übertragen werden.
110 Die Fixierung des Nebenstromfeinstfiltergehäuses erfolgt in einer Variohalterung durch eine Schnellbefestigung.
Die Variohalterung selbst besteht aus zwei sehr variabel anzuordnenden Teilen ( Abbildung 2). Anstelle der Fixierung des Nebenstromfeinstfiltergehäuses im Motorraum kann dieses
115 auch direkt an den Motor angebracht werden, indem die Stecktüllen direkt am Motor befestigt werden können und eine Schlauchverbindung zwischen Motor und Filter entfallen kann.
Mit den technischen Lösungen gemäß Anspruch 3 und 4 kann die Entfernung des Nebenstromfeinstfiltergehäuses aus dem Motorraum ohne jegliches Werkzeug erfolgen. Mit Hilfe
120 der selbstdichtenden Schnellverschlußkupplungen erfolgt die Trennung von Schlauch und Nebenstromfeinstfiltergehäuse ohne jeglichen ölaustritt.
Der Austausch von Feinstfilterpatrone und Zugabe von präpariertem Frischöl erfolgt dadurch, daß das gesamte Nebenstromfeinstfiltergehäuse durch öffnen der Schnellbefestigung aus dem Motorraum entnommen und die Feinstfilterpatrone als auch das im Neben-
125 stromfeinstfiltergehäuse befindliche öl in folgender Weise ersetzt wird: a. Das Nebenstromfeinstfiltergehäuse wird an einem geeigneten Ort geöffnet, entleert und mit einer neuen Feinstfilterpatrone bestückt, und das auszutauschende, für diese Zwecke präparierte Frischlöl wird „normal" den Motor zugegeben, oder b. das Nebenstromfeinstfiltergehäuse wird an einem geeigneten Ort geöffnet, die 130 Feinstfilterpatrone mit dem öl entleert und mit einer neuen Feinstfilterpatrone und speziell für diese Zwecke präpariertem Frischöl aufgefüllt, oder c. das Nebenstromfeinstfiltergehäuse wird gegen ein vorbereitetes, sowohl mit Feinstfilterpatrone als auch für diese Zwecke präpariertem Frischöl bestücktes Nebenstromfeinstfiltergehäuse ausgetauscht.
135 Mit dieser erfindungsgemäßen Lösung wird der Fachwelt eine Lösung vorgestellt, die die bisherige Funktion der Nebenstromfeinstfiltrierung zur Entfernung aller Verunreinigungen aus dem Motorenöl werter verbessert,
die chemischen Eigenschaften des Motorenöls nahe dem Frischöl wieder herstellt und damit den bisherigen Bedenken für einen breiten Einsatz die sachlichen Grundlagen 140 entziehen.
Mit der vorgeschlagenen erfinderischen Lösung ist ein breiter Einsatz des Nebenstromfeinstfilters in Verbrennungskraftmaschinen durch optimale Anpassung der Neben- stromfeinstfilter an die verschiedensten Motorentypen für eine wesentliche Verlängerung der notwendigen Motorölwechsel gegeben.
145 Während bisher die ölqualität das entscheidende Kriterium für den Ölwechsel war (Erfahrungswerte über Zeit und Betriebsbedingungen waren entscheidend), steht nunmehr ein Verfahren zur Verfügung, mit dem gezielt den bisher ausschlaggebenden öh/eränderun- gen entgegengewirkt werden kann. Dies versetzt die Automobilindustrie in die Lage, die Ölwechsel als notwendigen Service konsequenterweise abzuschaffen.
150 Das beantragte Verfahren hat bei konsequenter Anwendung objektiv folgende Vorteile bei Verbrennungskraftmaschinen:
• Einsparung von bis zu ca. 90% des bisher benötigten Frischöles (lediglich der Verbrauch muß ersetzt werden);
• Nichtanfall von bis zu 100% des Attöles aus dem bisherigen Ölwechsel durch Wegfall 155 der normalen ölfilterwechsel (bei entsprechender Konstruktion kann wegen des nicht anfallenden Schmutzes ein Lebensdauerfilter entwickelt werden);
• Reduzierung der Werkstattaufenthalte der Fahrzeuge;
• Kostenreduzierung für die Betreiber der mit Verbrennungskraftmaschinen ausgerüsteten Fahrzeuge und Anlagen.
160 • Verlängerung der Lebensdauer der Motoren durch extreme Verschleißreduzierung
Bei weniger konsequenter Durchsetzung ist auch lediglich eine Erweiterung der Ölwechselintervalle auf bestimmte, betriebswirtschaftliche sinnvolle Werte festlegbar. Durch die Bestimmung des Verhältnisses Fitterwechselintvall / Nachadditivierungsinten- sität kann der Entwicklung am Markt Rechnung getragen werden. 165 Die bisher bekannten Strategien/Verfahren sind nicht in der Lage, ein solches Handlungsspektrum zu bieten.
250 Bezugszeichen
Abbildung 1
255 1. Verschluß
2. Schnellverschlußkupplung
3. Gehäuse
260
Abbildung 2
265
1. Gehäuse
2. Schnellbefestigung (Klettband)
270
3. Variohalterung
3a. Teil 1 (zur Aufnahme des Gehäuses)
275 3b. Teil 2 (zur Befestigung im Motorraum)
4. Blech des Motorraums
280 Abbildung 3
1. Filterdeckel bzw. Filterboden
285 2. Kompressionsringe des Filterdeckels bzw. Filterbodens
3. Filtermaterial
4. längs geschlitztes Stützrohr 290
5. Filterpatrone
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