WO2009019283A2 - Kombinationsfilteranordnung - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a combination filter arrangement for filtering liquids with a preferably hollow cylindrical filter element and a filter element via a likewise cylindrical partition wall flowing around the second liquid medium according to the generic features of the main claim.
- a hollow cylindrical filter element for filtering the oil of an internal combustion engine is arranged in a first cylindrical housing which serves as a partition to a heat exchanger, the second liquid medium, for example Cooling water with an antifreeze additive, bypasses the outside around the first housing.
- This heat exchanger is in turn bounded on the outside by the housing of the entire combination filter arrangement.
- the urea additives for an application of such a combination filter arrangement with a liquid to be filtered, the urea additives (so-called Adblue from a urea water solution) includes, however, other problems arise, the result of such an addition in the range of about -10 ° C freezes and then the resulting volume expansion has a negative effect on the mechanical structure of the combination filter arrangement.
- JP 55054619 A2 it is also known from JP 55054619 A2 that the second medium, which has the function of a heat exchanger during operation of an internal combustion engine, in the case of a cold start of the engine relative to the oil to be filtered relatively higher temperature makes an immediate heating of the oil in such a combination filter arrangement exploitable.
- the invention relates to a combination filter arrangement of the type mentioned with a hollow cylindrical filter element for filtering a first liquid medium and with a delimited via a cylindrical partition temperature compensation medium as the second liquid medium in a region between the partition wall and the outer housing of the combination filter assembly.
- a hollow cylindrical filter element for filtering a first liquid medium and with a delimited via a cylindrical partition temperature compensation medium as the second liquid medium in a region between the partition wall and the outer housing of the combination filter assembly.
- a urea water mixture or it is provided with a urea water additive having a higher freezing temperature than the first and the second liquid medium and that at least the partition has such elasticity that the volume expansion of the first medium by the freezing of the urea water additive in an advantageous Way is trappable.
- the urea water additive is for example so composed that it freezes in the range of about -10 ° C, wherein the partition wall and / or the outer housing can be made in an advantageous manner of an elastomer, through which the mechanical elasticity in the volume expansion can be guaranteed. It is also possible that the outer housing is made of aluminum.
- a particularly advantageous application of the invention results in an oil filter for a motor vehicle, in which the first medium contains the oil of an internal combustion engine and that the second medium is provided with an antifreeze cooling water of the internal combustion engine.
- the combination filter arrangement in a simple manner in addition to the two terminals for the Have inlet and the expiration of the first medium further two connections through which the cooling water from the cooling circuit of the internal combustion engine can be passed to temper the first medium and the actual filter element or thaw.
- Figure 1 shows a section through an embodiment of a combination filter assembly with an oil filter for an internal combustion engine and an additional cooling water circuit
- Figure 2 is a section C-C through the combination filter assembly of Figure 1
- Figure 3 is a section B-B through the combination filter arrangement according to
- FIG. 4 shows a section AA through the combination filter arrangement according to FIG. 1. Way (s) for carrying out the invention
- FIG 1 a structure of a combination filter assembly 1 is shown with a hollow cylindrical filter element 2 as an oil filter for an internal combustion engine and an additional cooling water circuit, said structure will be explained below with reference to the individual sections of Figure 1 according to Figure 2 to 4.
- the hollow-cylindrical filter element 2 for filtering a first liquid medium contained in a urea-water mixture is supplied via an inlet according to arrow 3 and via a drain according to arrow 4.
- This area is delimited via a cylindrical partition wall 5 to an outer area 6, which leads a temperature compensation medium as the second liquid medium, here the antifreeze offset cooling water of the internal combustion engine, according to the arrows 7 (inlet) and 8 (drain).
- the area 6 is delimited to the outside by a housing 9.
- FIG. 4 shows a combination filter arrangement with a cylindrical dividing wall 5 from which branches branch off. Partition and webs may be separate components. The webs, which form the central body, but may also be connected to the partition wall 5.
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Abstract
Es wird eine Kombinationsfilteranordnung (1) mit einem hohlzylindrischen Filterelement (2) zur Filtrierung eines ersten flüssigen Mediums vorgeschlagen mit einem über eine zylindrische Trennwand (5) abgegrenzten Temperaturausgleichsmedium als zweites flüssiges Medium in einem Bereich zwischen der Trennwand (5) und einem äußeren Gehäuse (9) der Kombinationsfilteranordnung (1). Das erste flüssige Medium besteht aus einem Harnstoffwassergemisch oder ist mit einem Harnstoffwasserzusatz versehen, der einen höhere Gefriertemperatur als des erste und das zweite flüssige Medium aufweist und dass zumindest die Trennwand (5) eine derartige Elastizität aufweist, dass die Volumenausdehnung durch das Gefrieren des Harnstoffwasserzusatzes auffangbar ist.
Description
Beschreibung
Kombinationsfilteranordnung
Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung geht von einer Kombinationsfilteranordnung zur Filterung von Flüssigkeiten mit einem vorzugsweise hohlzylindrischen Filterelement und einem das Filterelement über eine ebenfalls zylindrische Trennwand umströmenden zweiten flüssigen Medium nach den gattungsgemäßen Merkmalen des Hauptanspruchs aus.
[0002] Es ist beispielsweise aus der DE 3874727 T 25.08.1988 bekannt, dass ein hohlzylindrisches Filterelement zur Filtrierung des Öls einer Brennkraftmaschine in einem ersten zylindrischen Gehäuse angeordnet ist, das als Trennwand zu einem Wärmetauscher dient, der das zweite flüssige Medium, zum Beispiel Kühlwasser mit einem Frostschutzmittelzusatz, außen um das erste Gehäuse herumleitet. Dieser Wärmetauscher ist wiederum außen durch das Gehäuse der gesamten Kombinationsfilteranordnung begrenzt.
[0003] Es ist hieraus somit bekannt, dass zusätzlich zur Filtrierung des Öls auch noch eine Kühlung des Öls mit dem bekannten Wärmetauscher vorgenommen werden kann und für sich gesehen ist aus dieser bekannten Anordnung auch bekannt, dass die Trennwand und die äußere Wand des Gehäuses der Filteranordnung so zusammenwirken, dass Kräfte, die von
den in beiden Medien herrschenden Drücken erzeugt werden, aufgefangen werden können.
[0004] Für eine Anwendung einer solchen Kombinationsfilteranordnung mit einer zu filtrierenden Flüssigkeit, die Harnstoffzusätze (so genanntes Adblue aus einer Harnstoffwasserlösung) beinhaltet, entstehen jedoch andere Probleme, die daher rühren, dass ein solcher Zusatz im Bereich von ca. -10° C gefriert und sich dann die daraus resultierende Volumenausdehnung negativ auf das mechanische Gefüge der Kombinationsfilteranordnung auswirkt.
[0005] Beispielsweise ist aber es für sich gesehen auch aus der JP 55054619 A2 bekannt, dass das zweite Medium, das im Betrieb einer Brennkraftmaschine die Funktion eines Wärmetauscher besitzt, im Fall eines Kaltstarts der Brennkraftmaschine die gegenüber dem zu filternden Öl relativ höhere Temperatur für eine sofortige Erwärmung des Öls in einer solchen Kombinationsfilteranordnung ausnützbar macht.
Darstellung der Erfindung
[0006] Die Erfindung betrifft eine Kombinationsfilteranordnung der eingangs genannten Art mit einem hohlzylindrischen Filterelement zur Filtrierung eines ersten flüssigen Mediums und mit einem über eine zylindrische Trennwand abgegrenzten Temperaturausgleichsmedium als zweites flüssiges Medium in einem Bereich zwischen der Trennwand und dem äußeren Gehäuse der Kombinationsfilteranordnung. Erfindungsgemäß besteht das
erste flüssige Medium aus einem Harnstoffwassergemisch oder es ist mit einem Harnstoffwasserzusatz versehen, der einen höhere Gefriertemperatur als des erste und das zweite flüssige Medium aufweist und dass zumindest die Trennwand eine derartige Elastizität aufweist, dass die Volumenausdehnung des ersten Mediums durch das Gefrieren des Harnstoffwasserzusatzes in vorteilhafter Weise auffangbar ist.
[0007] Eine solche Volumenausdehnung würde ansonsten in der Regel zu einer Zerstörung des Filterelements oder sogar zur Zerstörung der gesamten Filteranordnung führen.
[0008] Der Harnstoffwasserzusatz ist beispielsweise so zusammengesetzt, dass er im Bereich von ca. -10°C gefriert, wobei die Trennwand und/oder das äußere Gehäuse in vorteilhafter Weise aus einem Elastomer hergestellt werden kann, durch das die mechanische Elastizität bei der Volumenausdehnung gewährleistet werden kann. Es ist hierbei auch möglich, dass das äußere Gehäuse aus Aluminium hergestellt ist.
[0009] Eine besonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung ergibt sich bei einem Ölfilter für ein Kraftfahrzeug, bei dem das erste Medium das Öl einer Brennkraftmaschine enthält und dass das zweite Medium das mit einem Frostschutzmittel versehene Kühlwasser der Brennkraftmaschine ist.
[0010] Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Kombinationsfilteranordnung auf einfache Weise neben den beiden Anschlüssen für den
Zulauf und den Ablauf des ersten Mediums weitere zwei Anschlüsse besitzen, über die das Kühlwasser aus dem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine durchgeleitet werden kann um das erste Medium und das eigentliche Filterelement zu temperieren bzw. aufzutauen.
[0011] Das somit in einer mechanisch flexiblen Umhüllung enthaltene zweite Medium, das durch die Frostschutzzusätze nicht gefrieren kann, kann somit die Volumenausdehnung beim Gefrieren des Harnstoffwasserzusatzes im ersten Medium aufnehmen, wodurch es auch in Verbindung mit den elastischen Wänden als flexible Membran wirkt, die einer Zerstörung der Kombinationsfilteranordnung beim Gefrieren entgegenwirkt. Kurze Beschreibung der Figuren der Zeichnung
[0012] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Kombinationsfilteranordnung mit einem Ölfilter für eine Brennkraftmaschine und einem zusätzlichen Kühlwasserkreislauf, Figur 2 einen Schnitt C-C durch die Kombinationsfilteranordnung nach der Figur 1 , Figur 3 einen Schnitt B-B durch die Kombinationsfilteranordnung nach
Figur 1 und
Figur 4 einen Schnitt A-A durch die Kombinationsfilteranordnung nach der Figur 1.
Weg(e) zur Ausführung der Erfindung
[0013] In Figur 1 ist ein Aufbau einer Kombinationsfilteranordnung 1 mit einem hohlzylindrischen Filterelement 2 als Ölfilter für eine Brennkraftmaschine und einem zusätzlichen Kühlwasserkreislauf gezeigt, wobei dieser Aufbau im Folgenden auch anhand der einzelnen Schnitte der Figur 1 nach Figur 2 bis 4 erläutert wird.
[0014] Das hohlzylindrische Filterelement 2 zur Filtrierung eines ein Harnstoff- wassergemisch enthaltenen ersten flüssigen Mediums wird über einen Zulauf gemäß Pfeil 3 und über einen Ablauf gemäß Pfeil 4 versorgt. Dieser Bereich ist über eine zylindrische Trennwand 5 abgegrenzt zu einem außenliegenden Bereich 6, der ein Temperaturausgleichsmedium als zweites flüssiges Medium, hier das mit einem Frostschutzmittel versetzte Kühlwasser der Brennkraftmaschine, gemäß der Pfeile 7 (Zulauf) und 8 (Ablauf) führt. Der Bereich 6 wird nach außen abgegrenzt durch ein Gehäuse 9.
[0015] Das erste flüssige Medium aus einem Harnstoffwassergemisch oder das mit einem Harnstoffwasserzusatz versehene Öl Im Filterelement 2 weist eine höhere Gefriertemperatur als des erste und das zweite flüssige Medium im Bereich 6 auf, so dass durch das Gefrieren des Harnstoffwasserzusatzes im ersten Medium eine Volumenausdehnung erfolgt, die dadurch auffangbar ist, dass zumindest die Trennwand 5 eine entsprechende Elastizität aufweist und zusammen mit dem zweiten flüssigen Medium, hier das
Kühlwasser mit dem Frostschutzmittel, das nicht gefriert, als Membrane wirkt. In Figur 4 wird eine Kombinationsfilteranordnung mit einer zylindrischen Trennwand 5 gezeigt, von welcher Stege abzweigen. Trennwand und Stege können getrennte Bauteile sein. Die Stege, welche den Mittelkörper bilden, können aber auch mit der Trennwand 5 verbunden sein.
Claims
1. Kombinationsfilteranordnung (1) mit einem hohlzylindrischen Filterelement (2) zur Filtrierung eines ersten flüssigen Mediums, einem über eine zylindrische Trennwand (5) abgegrenzten Temperaturausgleichsmedium als zweites flüssiges Medium in einem Bereich zwischen der Trennwand (5) und einem äußeren Gehäuse (9) der Kombinationsfilteranordnung (1), dadurch gekennzeichnet, dass das erste flüssige Medium aus einem Harnstoffwassergemisch besteht oder mit einem Harnstoffwasserzusatz versehen ist, der einen höhere Gefriertemperatur als des erste und das zweite flüssige Medium aufweist und dass zumindest die Trennwand (5) eine derartige Elastizität aufweist, dass die Volumenausdehnung durch das Gefrieren des Harnstoffwasserzusatzes auffangbar ist.
2. Kombinationsfilteranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Harnstoffwasserzusatz so zusammengesetzt ist, das er im Bereich von -100C gefriert.
3. Kombinationsfilteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (5) und/oder ein Mittelkörper und/oder das äußere Gehäuse (9) aus einem Elastomer hergestellt ist.
4. Kombinationsfilteranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Gehäuse (9) aus Aluminium oder einem thermoplastischen Kunststoffmaterial hergestellt ist.
5. Kombinationsfilteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlüsse für einen Zulauf (3) und einen Ablauf (4) des ersten Mediums und weitere zwei Anschlüsse mit einem Zulauf (7) und einem Ablauf (8) für das zweite Medium vorhanden sind, über die das zweite Medium durchleitbar ist um das erste Medium und das eigentliche Filterelement (2) zu temperieren bzw. aufzutauen.
6. Kombinationsfilteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Medium das Öl einer Brennkraftmaschine enthält und dass das zweite Medium das mit einem Frostschutzmittel versehene Kühlwasser der Brennkraftmaschine ist.
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