WO2016023643A1 - Ölfiltereinheit - Google Patents

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WO2016023643A1
WO2016023643A1 PCT/EP2015/056548 EP2015056548W WO2016023643A1 WO 2016023643 A1 WO2016023643 A1 WO 2016023643A1 EP 2015056548 W EP2015056548 W EP 2015056548W WO 2016023643 A1 WO2016023643 A1 WO 2016023643A1
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WO
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filter
oil
medium
filter medium
unit according
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/056548
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English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Stausberg
Jörg Klüser
Robert MORGENSTERN
Michael Dedering
Original Assignee
Ibs Filtran Kunststoff-/ Metallerzeugnisse Gmbh
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Publication date
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Priority to JP2017508017A priority patent/JP6442044B2/ja
Priority to KR1020177007016A priority patent/KR101910366B1/ko
Priority to CN201580043677.6A priority patent/CN106573190B/zh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/005—Filters specially adapted for use in internal-combustion engine lubrication or fuel systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/02—Filters adapted for location in special places, e.g. pipe-lines, pumps, stop-cocks
    • B01D35/027—Filters adapted for location in special places, e.g. pipe-lines, pumps, stop-cocks rigidly mounted in or on tanks or reservoirs
    • B01D35/0273—Filtering elements with a horizontal or inclined rotation or symmetry axis submerged in tanks or reservoirs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/50—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition
    • B01D29/52—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition in parallel connection

Definitions

  • the invention relates to an oil filter unit as Saugstromfilterü, in particular as a gear oil filter unit or engine oil filter unit for internal combustion engines.
  • transmission oil in general and also in the sense of the present patent application also comprises so-called ATF fluid (automatic transmission fluid).
  • Known filter units generally comprise single or multi-part filter housings in which at least one filter medium is arranged.
  • the filter housing is generally provided with an oil inlet port and an oil outlet port.
  • filter units as suction oil filter devices or as pressure oil filter devices.
  • Saugölfiltervoriques en the oil to be filtered is acted upon by a pump, sucked through the filter medium.
  • pressure oil filter devices in which the oil to be filtered is pressed by a pump through the filter medium.
  • pressure oil filter devices In order to keep the filter medium free from excessively high oil pressures, particularly in cold operating conditions of the engine or of the internal combustion engine, pressure oil filter devices generally contain a bypass valve, so that unfiltered oil is initially supplied to the engine lubrication points or gear lubricant points at low oil temperatures.
  • pressure oil filters are often arranged in the secondary flow of the pump, so that contaminated oil is only gradually cleaned (partial flow principle). For this reason, it is expedient and useful to obstruct so-called suction oil filter units, in particular also because suction oil filters allow complete filtration of the fluid in the flow direction in front of the pump. In this case, the filter media must be improved, in particular with regard to pressure loss in the filtration, filtration efficiency and dirt holding capacity.
  • multilayer filter materials or to provide filter systems which comprise a plurality of filter bags or a plurality of filter material layers.
  • Such composite filters are currently used in transmissions. These are typically composite filter media consisting of filter tiles and filter fabric materials that are thermally bonded using an adhesive.
  • US 2012/00125171 describes an oil filter unit which filters the fluid passing through a filter pocket and an additional filter material layer.
  • two different filter materials are used.
  • a disadvantage of this filter system are relatively long flow paths, resulting in a relatively high pressure loss.
  • suction oil filters it must be considered constructive to design them with the lowest possible pressure losses, which is in contradiction to the requirement for a high filter efficiency.
  • the invention is therefore based on the object of providing an oil filter unit as a suction-flow filter unit which, at high filtration efficiency, simultaneously generates relatively low pressure losses for the fluid to be filtered.
  • an oil filter unit is provided as Saugstromfil- territt, in particular as a gear oil filter unit or engine oil filter unit for internal combustion engines, with an Olfiltergeophuse having an inlet and an outlet, wherein disposed within the oil filter housing at least a first, a second and a third filter medium with the filter media spaced apart, the filter media defining at least first and second filter chambers, the first and second filter media being provided with a first filter bypass, the first filter bypass having filter-free fluid communication between the inlet and the second filter chamber, or between see the inlet and a further filter chamber defined, the second and the third filter medium have a second filter bypass and the second Filterby- pass forms a filter-free fluid connection between the first filter chamber and the outlet.
  • the oil filter unit according to the invention may have three or more filter media, at the same time the arrangement of the filter media is such that relatively short flow paths arise, with at least three with respect to the filter permeability preferably different filter media targeted influence on the Filter capacity and the oil purity can be taken.
  • the oil filter unit according to the invention may comprise filter media of the same type and / or the same permeability.
  • An arrangement of several filter media of the same permeability according to the above principle has the advantage of an increased dirt holding capacity.
  • the differential pressure decreases in a filter assembly of this kind.
  • the filter media are arranged so that the fluid entering the oil filter housing (ie, transmission oil, engine oil, or ATF fluid) through the inlet is in any case subjected to complete filtration.
  • oil filter housing ie, transmission oil, engine oil, or ATF fluid
  • the filter media and the filter bypasses are arranged so that a labyrinth arises between the filter media in which, for example, the highly viscous, cold fluid can take the shortest possible flow path from the inlet through the coarsest filter medium, with progressively finer filtration taking place as the viscosity decreases Filter media have a different permeability.
  • the hydraulic circuit of the filter media is selected so that at least one of several filter media is arranged in series between the inlet and the outlet, whereas each further filter medium can be flowed through in parallel. At no time can fluid leave the oil filter unit unfiltered.
  • filter medium in the sense of the present invention comprises filter fleeces, filter cloths, filter felts, filter nets, filter screens, including metal filter sieves, plastic filter sieves, porous filter bodies of metal or plastic and the like.
  • the filter media can be folded or even formed as flat layers.
  • filter medium in the sense of the present invention designates a filter layer or filter pack, for example, two filter layers can also be formed by a single filter bag
  • a filter pack is a multilayer arrangement of directly superimposed filter layers or filter layers, for example as a combination of a filter felt and a filter fabric ,
  • a filter bypass means a bypass opening through the relevant filter medium, through which the fluid can pass completely or largely unfiltered.
  • At least two of the filter chambers directly adjoin one another and are in fluid communication with one another through at least one of the filter media so that the fluid to be filtered can describe one or the other flow path depending on the viscosity.
  • three different filter media between a top shell and a lower shell of the Olfiltergeophuses are fixed at a distance from each other, with a multi-part channel system on the one hand, a suction of the Olfiltergeophuse with a filter chamber in direct communication and on the other hand, another filter chamber with an opening into the outlet of Olfiltergeophuses space also is in direct fluid communication.
  • the first filter medium is coarser than the second and third filter medium, a larger partial flow of the fluid can pass through the first filter medium into the first filter chamber and from there without further filtration to the outlet by the shortest route.
  • the oil filter unit according to the invention can comprise more than three filter media arranged spatially one after the other according to the same principle, without appreciably increasing the pressure losses in the oil filter unit.
  • the constructive limiting factor is only the space required by the oil filter unit.
  • At least one support element is provided, which has a first and a second mounting collar, wherein the first mounting collar keeps the first and the second filter element at a distance from each other and wherein the second mounting collar, the second and the third filter medium to each other keeps at a distance.
  • Each of the mounting collar may for example have a mounting flange to which the respective filter medium is attached.
  • the support element is designed as a support grid, which supports, for example, the second filter medium substantially flat.
  • the support element may for example be provided with support bodies which extend into at least one of the filtration chambers. These support bodies may be formed, for example, in the form of support ribs or other shaped support elements.
  • the support ribs can each fulfill the function of spacers and support elements for the adjacent filter media.
  • the support ribs can preferably also be designed as a flow guide body, which generate a specific flow behavior of the fluid within the filter chambers.
  • the support element or support grid can be integrally formed from thermoplastic material.
  • the support body or the support ribs and / or the mounting collar can be integrally formed on the support member.
  • the filter media each have a different permeability.
  • the second filter medium is finer than the first filter medium and the third filter medium is finer than the second filter medium.
  • the filter chambers are arranged one behind the other in the direction of flow from the inlet to the outlet.
  • the fastening collars to delimit an opening in the filter media, wherein the first fastening collar forms the first filter by-pass and the second fastening collar forms the second filter by-pass.
  • the first and the second mounting collar form part of a passage through the support member, each mounting collar defining a closed flow channel through the passage.
  • the flow channels carried out through the implementation thus have a common partition wall.
  • the fastening collars can each delimit partial circle segments of a circular passage through the support element. Alternatively it can be provided that each mounting collar forms a separate passage through the support element.
  • a further filter medium is provided, which is preferably arranged at a distance from one of the first, second or third filter media.
  • the third and a fourth filter medium as a further filter medium or the fourth and the first filter medium may be provided with a third filter by pass formed by a mounting collar, the third and the fourth or the first and the fourth filter medium at a distance from each other holds.
  • the third and fourth filter medium or the first and the fourth filter medium define a third filter chamber.
  • a filter chamber in the sense of the present invention can for example also be formed by a filter bag.
  • two adjacent filter media are each designed as a filter bag.
  • the inlet of the oil filter housing expediently forms a mounting collar protruding into the oil filter housing, which holds a filter medium at a distance from the oil filter housing.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of an oil filter unit according to a first exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a perspective illustration of a support element of the oil filter unit according to the invention, the side facing the outlet of the oil filter housing facing the viewer, 2 shows a perspective view of the support element according to FIGS. 2 and 3, a sectional view through the support element along the lines XX in FIG. 4, a schematic illustration of the installation situation of the oil filter unit in an oil sump of a motor vehicle, an alternative embodiment of the invention 7 shows a schematic sectional view of a second exemplary embodiment of the oil filter unit according to the invention and a hydraulic equivalent circuit diagram of an oil filter unit according to the invention with a plurality of filter media or filter layers.
  • the oil filter unit 1 comprises a filter housing which is composed of a lower shell 2 and an upper shell 3.
  • the lower shell 2 and the upper shell 3 may be formed, for example, of metal or glass fiber reinforced thermoplastic, for example of glass fiber reinforced polyamide.
  • the upper shell 2 and the lower shell 3 are preferably screwed together at the edge under the tension of the filter media and / or welded and / or crimped.
  • the lower shell 2 is provided with an inlet for the fluid to be filtered
  • the upper shell 3 is provided with an outlet 5 for the fluid to be filtered.
  • the let 5 the oil filter unit 1 is connected, for example, to a suction port of a ⁇ l boss- pump (not shown).
  • a first filter medium 6, a second filter medium 7 and a third filter medium 8, which are first, second and third filter media 6, 7, 8, are arranged at a distance from one another between the lower shell 2 and the upper shell 3 viewed from the inlet 4 , as already mentioned above, peripherally clamped circumferentially between mounting flanges 16 of the oil filter unit 1. These are held within the oil filter unit 1 at a distance from each other.
  • a support grid is referred to, which is also held at the edge between the mounting flanges 16 of the Olfiltergeophuses.
  • the support grid 9 receives or supports the second filter medium 7 and extends in a plane between the first filter medium 6 and the third filter medium 8 and parallel thereto.
  • a first variant of the support grid 9 is shown for example in Figures 2 to 4.
  • the support grid includes a plurality of unspecified grid openings and support ribs 10, which may for example be integrally formed on the support grid 9.
  • the support grid 9 further comprises a passage 1 1 a, which receives two fluid channels 1 1 and 12.
  • a first fastening collar 13a and a second fastening collar 15a are integrally formed on the support grid 9, with the fastening collar 13a extending on the side of the support grid 9 facing the inlet 4, and the fastening collar 15a on the side facing the outlet 5 of the support grid 9 extends.
  • the fastening collar 13a and 15a define respective fluid channels 1 1 and 12 through the passage 11a, which are separated from each other by a common wall section of the fastening collar 13a and the fastening collar 15a.
  • the support grid 9 forms in the plane of the grid openings a mounting flange 14 for the second filter medium 7, the Mounting collar 15a forms a mounting flange 15 for the third filter medium and the mounting collar 13a forms a flange 13 for the first filter medium 6 from.
  • the flanges 13, 14 and 15 are each arranged in alignment with corresponding openings in the filter media 6, 7 and 8.
  • the filter media 6, 7, 8 can be glued and / or welded to the flanges 13, 14 and 15, for example.
  • Mounting collar 13a essentially keeps the first filter medium 6 at a distance from the second filter medium 7, whereas the fastening collar 15a substantially keeps the third filter medium 8 at a distance from the second filter medium 7.
  • the channel 1 1 defines a bypass opening through the first and second filter medium 6, 7, whereas the channel 12 defines a bypass opening through the second and third filter medium 7, 8.
  • the first and the second filter medium 6 and 7 partially enclose a first filter chamber 67, whereas the second filter medium 7 and the third filter medium 8 partially enclose a second filter chamber 78.
  • the fluid channel 1 1 extends through the first and through the second filter medium 6, 7 in the second filter chamber 78 and thus forms a filter bypass for the first and the second filter medium 6, 7, so that the inlet 4 at the entering fluid from the inlet 7 below Bridging the first filter chamber 67 directly, that is, without filtration, is introduced into the second filter chamber 78.
  • the fluid channel 12 extends from the first filter chamber 67 directly into a space of the oil filter housing above the third filter medium 8, so that the fluid channel 12 forms a filter-free fluid connection between the first filter chamber 67 and the outlet 5.
  • the fluid passes without further filtration from the first filter chamber 67 into the outlet 5.
  • Fluid entering through the inlet 4 passes via the fluid channel 1 1, bypassing the first filter medium 6, directly into the second filter chamber 78, within which the fluid is distributed.
  • the further way to the outlet 5 of the oil filter unit 1 can describe the fluid from there only through the third filter medium 8 through, this is thus completely subjected to filtration. From the second filter chamber 78, the fluid can simultaneously pass through the second filter medium 7 into the first filter chamber 67.
  • the fluid can pass directly through the fluid channel 12 into the space above the third filter medium 8, that is to say from the first filter chamber 67 the fluid can describe the path to the outlet 5 of the oil filter unit 7 without further filtration.
  • the first filter medium 6 is less dense than the second filter medium 7
  • the second filter medium 7 is less dense than the third filter medium 8.
  • this can be a path directly from the inlet 4 through the first filter medium 6 into the first filter chamber 67 and from there without further filtration through the fluid channel 12 to the outlet 5 describe.
  • the fluid may take the path of least resistance through the first filter media 6.
  • the fluid also flows from the inlet 4 directly into the second filter chamber 78 and from there through the second filter medium 7 into the first filter chamber 67.
  • the fluid entering the second filter chamber 78 can also pass through the third filter medium 8 pass through, which is even finer.
  • All of the filter media 6, 7, 8 are flowed through in parallel, whereby the finer filter media or the filter media of lower permeability are flowed through more strongly with increasing temperature and with decreasing viscosity of the fluid.
  • the oil filter unit 1 offers the shortest possible flow path with appropriate selection of the fineness of the filter medium.
  • filter bypasses or fluid channels that have a Filter bypass form also be present in a plane of the filter assembly multiple times. This is advantageous, inter alia, if the filter housing has a plurality of inlets and / or outlets.
  • the fluid channels 11 and 12 are formed in a single passage 11a of the support grid 9. As already mentioned, the fluid channels 1 1 and 12 can each form separate passages through the support grid 9.
  • FIG. 6 shows the oil filter unit 1 in the installation situation in the oil sump 26 of a motor vehicle. It is within the scope of the invention that the oil filter unit 1 can be arranged as a separate unit outside the oil pan of a motor vehicle.
  • the oil pan 26 may be formed as a transmission oil pan or as an engine oil pan.
  • the oil sump 26 comprises, for example, a circumferential holding web 24 delimiting a receiving space, onto which the fastening elements 18 of the oil filter unit 1 are placed.
  • the connection can be made by screwing, gluing or welding.
  • an inlet opening 25 is recessed, from which the fluid can enter within the oil pan 26 in a receiving space 23 below the oil filter unit 1.
  • the upper shell 3 with the oil filter unit 1 can have further support ribs 17, for example for the third filter medium 8.
  • Figs. 9 and 10 illustrate another embodiment of the oil filter unit 1 according to the invention.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 9 substantially corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 1, with the difference that the oil filter unit 1 comprises as a further filter medium a fourth filter medium 27 which extends at a distance below the first filter medium 6 and parallel to it inside the oil filter housing.
  • the number words "first, second third" sequentially spatially in the direction of the inlet 4 to the outlet 5 arranged successively filter media, the fourth filter medium in the described embodiment, the spatially closest to the inlet 4, but this may also be the outlet 5 arranged next
  • the fourth oil filter medium 27 is coarser than the first filter medium 6, which in turn is coarser than the third filter medium 8.
  • the fourth filter medium 27 defines a third filter chamber 276 with the first filter medium 6. Furthermore, a third mounting collar 28 is provided which passes through the fourth filter medium 27 and the first filter medium 6 and the first filter medium 6 and the fourth filter medium 27 keeps at a distance to each other.
  • the third fastening collar 28 forms a third fluid channel 29, which opens into the first filter chamber 67 and forms a filter bypass for the fourth 27 and first filter medium 6.
  • the lower shell 2 in the region of the inlet has a projecting into the oil filter housing 1 support collar 30 which holds the fourth filter medium 27 and the lower shell 2 at a distance from each other.
  • the support collar 30 is provided with a circumferential flange 31 to which the fourth filter medium 27 is attached.
  • An opening in the fourth filter medium 27 is aligned with the inlet 4, so that the fluid passes through the inlet 4 initially unfiltered into the third filter chamber 276.
  • the fluid pass through the fourth filter medium 27 and passes from there without further filtering through the channel 29 into the first filter chamber 67th
  • the fluid continues through the channel 12 unfiltered to the outlet 5.
  • the fluid which also enters the second filter chamber 78 via the fluid channel 11, passes through the second filter medium 7 into the first filter chamber 67 and is thus subjected to a finer filtration step.
  • the fluid then passes from the first filter chamber 67 through the channel 12 into the outlet 5 again without further filtering.
  • the fluid passes from the third filter chamber 276 via the channel 11 into the second filter chamber 78 and from there the third filter medium 8, through which it is subjected to ultrafine filtration, into the space above the third filter medium 8 and thus in the following without further filtration into the outlet 5.
  • the equivalent circuit diagram according to FIG. 10 is greatly simplified.
  • this filter media 6, 7, 27 are denoted by the corresponding reference numerals, where "N" designates any number of filter media connected in parallel hydraulically
  • the hydraulic circuit of the filter media is selected so that at least one of several filter media is connected in series between the inlet
  • each further filter medium can be flowed through in parallel
  • the fluid channels 1 1, 12, 29 and N are each shown as a throttle, the number of fluid channels being N-1, if the number the filter media N is.
  • different filter media are provided for different pressure ranges and viscosities of the fluid at low pressure loss and at an increased dirt holding capacity.
  • the filter area is increased, resulting in an increased dirt holding capacity of the oil filter unit according to the invention.
  • a cascading of the filter media is provided in such a way that a current thread of the fluid, regardless of the number of filter stages, only has to pass through a single filter medium. After passing through this filter medium, there is a direct path to the outlet 5, bypassing all other filter media.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ölfiltereinheit (1) als Saugstromfiltereinheit, insbesondere als Getriebeölfiltereinheit oder als Motorölfiltereinheit für Verbrennungsmotoren. Die Ölfiltereinheit (1) umfasst ein Ölfiltergehäuse, das einen Einlass (4) und einen Auslass (5) aufweist, wobei innerhalb des Ölfiltergehäuses wenigstens ein erstes, ein zweites und ein drittes Filtermedium (6, 7, 8) angeordnet ist, die Filtermedien (6, 7, 8) mit Abstand zueinander angeordnet sind, die Filtermedien (6, 7, 8) wenigstens eine erste und eine zweite Filterkammer (67, 78) begrenzen, das erste und das zweite Filtermedium (6, 7) mit einem ersten Filterbypass versehen sind, der erste Filterbypass eine filterfreie Fluidverbingung zwischen dem Einlass (4) und der zweiten Filterkammer oder zwischen dem Einlass (4) und einer weiteren Filterkammer definiert, das zweite und das dritte Filtermedium (7, 8) einen zweiten Filterbypass aufweist und der zweite Filterbypass eine filterfreie Fluidverbindung zwischen der ersten Filterkammer (67) und dem Auslass (5) definiert.

Description

Ölfiltereinheit
Die Erfindung betrifft eine Ölfiltereinheit als Saugstromfiltereinheit, insbesondere als Getriebeölfiltereinheit oder Motorölfiltereinheit für Verbrennungsmotoren.
Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Ölfiltereinheiten beziehungsweise Ölfilter in Form von Getriebeölfiltern oder Motorölfiltern für Verbrennungsmotoren bekannt. Der Begriff Getriebeöl umfasst im Allgemeinen und auch im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung auch so genanntes ATF-Fluid (Au- tomatic Transmission Fluid).
Bekannte Filtereinheiten umfassen in der Regel ein- oder mehrteilige Filtergehäuse, in denen wenigstens ein Filtermedium angeordnet ist. Das Filtergehäuse ist im Allgemeinen mit einer Öleinlassöffnung und einer Ölauslassöffnung versehen.
Grundsätzlich ist es bekannt, Filtereinheiten als Saugölfiltervorrichtungen oder als Druckölfiltervorrichtungen zu konstruieren. Bei Saugölfiltervorrichtungen wird das zu filtrierende Öl von einer Pumpe beaufschlagt, durch das Filtermedium gesaugt. Hiervon unterschieden werden Druckölfiltervorrichtungen, bei denen das zu filtrie- rende Öl von einer Pumpe beaufschlagt durch das Filtermedium gedrückt wird.
Um insbesondere bei kalten Betriebszuständen des Motors beziehungsweise der Brennkraftmaschine das Filtermedium von zu hohen Öldrücken freizuhalten, enthalten Druckölfiltereinrichtungen in der Regel ein Bypassventil, sodass den Mo- torschmierstellen oder Getriebeschmierstellen bei niedrigen Öltemperaturen zunächst ungefiltertes Öl zugeführt wird. Darüber hinaus sind Druckölfilter häufig im Nebenstrom der Pumpe angeordnet, sodass verunreinigtes Öl erst nach und nach gereinigt wird (partial flow-Prinzip). Aus diesem Grund ist es zweckmäßig und sinnvoll, sogenannte Saugölfiltereinheiten zu verbauen, insbesondere auch des- halb, weil Saugölfilter eine vollständige Filtration des Fluids in Strömungsrichtung vor der Pumpe ermöglichen. Dabei müssen die Filtermedien insbesondere in Hinsicht auf Druckverlust bei der Filtration, Filtrationseffizienz und Schmutzaufnahmevermögen verbessert werden. Es ist bekannt, mehrschichtige Filtermaterialien einzusetzen beziehungsweise Filtersysteme bereitzustellen, die mehrere Filtertaschen oder mehrere Filtermateriallagen umfassen. Man strebt mit diesen mehrschichtigen Filtermaterialien eine so genannte Serienfiltration an, bei der zunächst die groben Partikel über ein oder mehrere Filtermedien abgeschieden werden und die feinen Partikel anschließend über ein oder mehrere andere Filtermedien abgeschieden werden. Derartige Verbundfilter werden derzeit bereits in Getrieben eingesetzt. Es handelt sich dabei in der Regel um Verbundfiltermedien, die aus Filterfliesen und Filtergewebematerialien bestehen, die mittels eines Klebstoffs thermisch verbunden werden.
In der US 2012/00125171 ist eine Ölfiltereinheit beschrieben, die über eine Filtertasche und eine zusätzliche Filtermateriallage das hindurchtretende Fluid filtert. Hierbei werden zwei unterschiedliche Filtermaterialien verwendet. Ein Nachteil dieses Filtersystems sind verhältnismäßig lange Fließwege, wodurch ein relativ hoher Druckverlust entsteht. Insbesondere bei Saugölfiltern ist konstruktiv zu beachten, diese mit möglichst geringen Druckverlusten auszulegen, was im Widerspruch zu der Forderung nach einer hohen Filtereffizienz steht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ölfiltereinheit als Saug- stromfiltereinheit bereitzustellen, die bei hoher Filtrationseffizienz gleichzeitig verhältnismäßig geringe Druckverluste für das zu filternde Fluid erzeugt.
Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Ölfiltereinheit als Saugstromfil- tereinheit, insbesondere als Getriebeölfiltereinheit oder als Motorölfiltereinheit für Verbrennungsmotoren bereitgestellt, mit einem Olfiltergehäuse, das einen Einlass und einen Auslass aufweist, wobei innerhalb des Ölfiltergehäuses wenigstens ein erstes, ein zweites und ein drittes Filtermedium angeordnet ist, die Filtermedien mit Abstand zueinander angeordnet sind, die Filtermedien wenigstens eine erste und eine zweite Filterkammer begrenzen, das erste und das zweite Filtermedium mit einem ersten Filterbypass versehen sind, der erste Filterbypass eine filterfreie Fluidverbindung zwischen dem Einlass und der zweiten Filterkammer oder zwi- sehen dem Einlass und einer weiteren Filterkammer definiert, das zweite und das dritte Filtermedium einen zweiten Filterbypass aufweisen und der zweite Filterby- pass eine filterfreie Fluidverbindung zwischen der ersten Filterkammer und dem Auslass bildet.
Diese Anordnung hat den Vorzug, dass die Olfiltereinheit gemäß der Erfindung drei oder mehr Filtermedien aufweisen kann, wobei gleichzeitig die Anordnung der Filtermedien dergestalt ist, dass verhältnismäßig kurze Fließwege entstehen, wobei über mindestens drei in Bezug auf die Filterpermeabilität vorzugsweise verschiedene Filtermedien gezielter Einfluss auf die Filterkapazität und die Öl- reinheit genommen werden kann.
Grundsätzlich kann die Olfiltereinheit gemäß der Erfindung Filtermedien gleicher Art und/oder gleicher Permeabilität umfassen. Eine Anordnung von mehreren Fil- termedien gleicher Permeabilität nach dem vorstehenden Prinzip hat den Vorzug einer erhöhten Schmutzaufnahmekapazität. In der Regel sinkt der Differenzdruck bei einem Filteraufbau dieser Art.
Die Filtermedien sind so angeordnet, dass das durch den Einlass in das Ölfilter- gehäuse eintretende Fluid (das heißt Getriebeöl, Motoröl oder ATF-Fluid) jeden- falls einer vollständigen Filtration unterzogen wird.
Die Filtermedien und die Filterbypässe sind so angeordnet, dass zwischen den Filtermedien ein Labyrinth entsteht, bei dem beispielsweise das hochviskose, kalte Fluid den denkbar kürzesten Strömungsweg vom Einlass durch das gröbste Filtermedium nehmen kann, wobei mit abnehmender Viskosität eine zunehmend feinere Filtration stattfindet, wenn die Filtermedien eine unterschiedliche Permeabilität aufweisen.
Jedenfalls ist die Anordnung der Filtermedien so, auch bei unterschiedlichen Fil- termedien mehrere Filtermedien parallel durchströmt werden, wobei dann im Wesentlichen das gröbste Filtermedium den Druckverlust innerhalb der Olfiltereinheit bei kaltem Fluid bestimmt und die sogenannte„Minimalfiltration" definiert. Die hydraulische Schaltung der Filtermedien ist so gewählt, dass von mehreren Filtermedien wenigstens eines in Reihe zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordnet ist, hingegen jedes weitere Filtermedium parallel durchströmbar ist. Zu keiner Zeit kann Fluid ungefiltert die Ölfiltereinheit verlassen.
Der Begriff Filtermedium im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst Filtervliese, Filtergewebe, Filterfilze, Filternetze, Filtersiebe, einschließlich Metallfiltersieben, Kunststofffiltersieben, porösen Filterkörpern aus Metall oder Kunststoff und dergleichen. Die Filtermedien können gefaltet oder auch als ebene Lagen ausge- bildet sein.
Der Begriff „Filtermedium" im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet insbesondere eine Filterlage oder Filterpackung, beispielsweise können zwei Filterlagen auch durch eine einzige Filtertasche gebildet werden. Eine Filterpackung ist eine mehrlagige Anordnung von unmittelbar aufeinanderliegenden Filterschichten oder Filterlagen, beispielsweise als Kombination eines Filterfilzes und eines Filtergewebes.
Unter einem Filterbypass im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Bypassöff- nung durch das betreffende Filtermedium zu verstehen, durch die das Fluid vollständig oder größtenteils ungefiltert durchtreten kann.
Nach einem weiteren vorteilhaften Gesichtspunkt der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens zwei der Filterkammern unmittelbar an einander grenzen und durch wenigstens eines der Filtermedien in Fluidverbindung mit einander stehen, sodass das zu filternde Fluid je nach Viskosität den einen oder anderen Strömungsweg beschreiben kann.
Vorzugsweise sind drei verschiedene Filtermedien zwischen einer Oberschale und einer Unterschale des Olfiltergehäuses mit Abstand zueinander fixiert, wobei durch ein mehrteiliges Kanalsystem einerseits ein Ansaugraum des Olfiltergehäuses mit einer Filterkammer in direkter Verbindung steht und andererseits eine andere Filterkammer mit einem in den Auslass des Olfiltergehäuses mündenden Raum ebenfalls in direkter Fluidverbindung steht. Wenn beispielsweise das erste Filtermedium gröber als das zweite und dritte Filtermedium ist, kann ein größerer Teilstrom des Fluids durch das erste Filtermedium hindurch in die erste Filterkammer und von dort ohne weitere Filtration auf kürzestem Wege zum Auslass gelangen.
Grundsätzlich kann die Olfiltereinheit gemäß der Erfindung mehr als drei räumlich hintereinander angeordnete Filtermedien nach dem gleichen Prinzip umfassen, ohne die Druckverluste in der Olfiltereinheit nennenswert zu erhöhen. Der konstruktiv begrenzende Faktor ist lediglich der von der Olfiltereinheit beanspruchte Bauraum.
Bei einer bevorzugten Variante der Olfiltereinheit gemäß der Erfindung ist wenigstens ein Stützelement vorgesehen, dass einen ersten und einen zweiten Befestigungskragen aufweist, wobei der erste Befestigungskragen das erste und das zweite Filterelement zueinander auf Abstand hält und wobei der zweite Befestigungskragen das zweite und das dritte Filtermedium zueinander auf Abstand hält. Jeder der Befestigungskragen kann beispielsweise einen Befestigungsflansch aufweisen, an dem das jeweilige Filtermedium befestigt ist. Bei einer zweckmäßigen Variante der Olfiltereinheit gemäß der Erfindung ist das Stützelement als Stützgitter ausgebildet, das beispielsweise das zweite Filtermedium im Wesentlichen flächig unterstützt.
Das Stützelement kann beispielsweise mit Stützkörpern versehen sein, die sich in wenigstens eine der Filtrationskammern erstrecken. Diese Stützkörper können beispielsweise in Form von Stützrippen oder anders geformten Stützelementen ausgebildet sein. Die Stützrippen können jeweils die Funktion von Abstandshaltern und Stützelementen für die angrenzenden Filtermedien erfüllen. Die Stützrippen können bevorzugt auch als Strömungsleitkörper ausgebildet sein, die ein bestimmtes Fließverhalten des Fluids innerhalb der Filterkammern erzeugen. Das Stützelement beziehungsweise Stützgitter kann einstückig aus thermoplastischem Kunststoff ausgebildet sein. Die Stützkörper beziehungsweise die Stützrippen und/oder die Befestigungskragen können an das Stützelement einstückig angeformt sein.
Bei einer zweckmäßigen und vorteilhaften Variante der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Filtermedien jeweils eine unterschiedliche Permeabilität aufweisen. Bevorzugt ist das zweite Filtermedium feiner als das erste Filtermedium und das dritte Filtermedium feiner als das zweite Filtermedium.
Zweckmäßigerweise sind die Filterkammern in Durchströmungsrichtung vom Ein- lass zum Auslass hintereinander angeordnet.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Befestigungskragen eine Öffnung in den Filtermedien begrenzen, wobei der erste Befestigungskragen den ersten Filterby- pass und der zweite Befestigungskragen den zweiten Filterbypass bildet. Um eine möglichst kompakte Bauweise der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Befestigungskragen einen Teil einer Durchführung durch das Stützelement bilden, wobei jeder Befestigungskragen einen geschlossenen Strömungskanal durch die Durchführung begrenzt. Die durch die Durchführung durchgeführten Strömungskanäle besitzen so eine gemeinsame Trennwand.
Die Befestigungskragen können jeweils Teilkreissegmente einer kreisförmigen Durchführung durch das Stützelement begrenzen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass jeder Befestigungskragen eine separate Durchführung durch das Stützelement bildet. Bei einer weiteren vorteilhaften Variante der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung ist ein weiteres Filtermedium vorgesehen, das vorzugsweise mit Abstand zu einem der ersten, zweiten oder dritten Filtermedien angeordnet ist. Beispielsweise können das dritte und ein viertes Filtermedium als weiteres Filtermedium oder das vierte und das erste Filtermedium mit einem dritten Filterby- pass versehen sein, der durch einen Befestigungskragen gebildet wird, der das dritte und das vierte oder das erste und das vierte Filtermedium auf Abstand zueinander hält.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das dritte und vierte Filtermedium oder das erste und das vierte Filtermedium eine dritte Filterkammer begrenzen. Einer Filterkammer im Sinne der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise auch durch eine Filtertasche gebildet werden.
Bei einer Variante der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zwei benachbarte Filtermedien jeweils als Filtertasche ausgebildet sind.
Bei der zuvor beschriebenen Variante der Ölfiltereinheit bildet zweckmäßiger- weise der Einlass des Olfiltergehäuses einen in das Ölfiltergehäuse vorstehenden Befestigungskragen aus, der ein Filtermedium auf Abstand zu dem Ölfiltergehäuse hält.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachstehend unter Bezug- nähme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine schematische Querschnittsansicht einer Ölfiltereinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines Stützelements der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung, wobei die dem Auslass des Olfiltergehäuses zugewandte Seite dem Betrachter zugekehrt ist, eine perspektivische Unteransicht des Stützelements in Figur 2, eine Draufsicht auf das Stützelement gemäß Figuren 2 und 3, eine Schnittansicht durch das Stützelement entlang der Linien X-X in Figur 4, eine schematische Darstellung der Einbausituation der Olfiltereinheit in einer Ölwanne eines Kraftfahrzeuges, eine alternative Ausgestaltung des Stützelements der Olfiltereinheit, eine Schnittansicht durch das Stützelement entlang der Linien Y-Y in Figur 7, eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Olfiltereinheit gemäß der Erfindung und ein hydraulisches Ersatzschaltbild einer Olfiltereinheit gemäß der Erfindung mit einer Vielzahl von Filtermedien beziehungsweise Filterlagen.
Eine Olfiltereinheit 1 gemäß der Erfindung ist beispielsweise in Figur 1 dargestellt. Die Olfiltereinheit 1 umfasst ein Filtergehäuse, das aus einer Unterschale 2 und einer Oberschale 3 zusammengesetzt ist. Die Unterschale 2 und die Oberschale 3 können beispielsweise aus Metall oder glasfaserverstärktem, thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise aus glasfaserverstärktem Polyamid ausgebildet sein. Die Oberschale 2 und die Unterschale 3 sind vorzugsweise randseitig unter Ein- spannung der Filtermedien miteinander verschraubt und/oder verschweißt und/oder verbördelt.
Die Unterschale 2 ist mit einem Einlass für das zu filternde Fluid versehen, die Oberschale 3 ist mit einem Auslass 5 für das zu filternde Fluid versehen. Der Aus- lass 5 der Ölfiltereinheit 1 ist beispielsweise an einen Saugstutzen einer Ölförder- pumpe (nicht dargestellt) angeschlossen.
Zwischen der Unterschale 2 und der Oberschale 3 sind aus Richtung des Einlas- ses 4 betrachtet mit Abstand zueinander ein erstes Filtermedium 6, ein zweites Filtermedium 7 und ein drittes Filtermedium 8 angeordnet, das erste, zweite und das dritte Filtermedium 6, 7, 8 sind, wie vorstehend bereits erwähnt, randseitig umlaufend zwischen Befestigungsflanschen 16 der Ölfiltereinheit 1 eingespannt. Diese sind innerhalb der Ölfiltereinheit 1 mit Abstand zueinander gehalten.
Mit dem Bezugszeichen 9 ist ein Stützgitter bezeichnet, das ebenfalls randseitig zwischen den Befestigungsflanschen 16 des Olfiltergehäuses gehalten wird. Das Stützgitter 9 nimmt das zweite Filtermedium 7 auf beziehungsweise unterstützt dieses und erstreckt sich in einer Ebene zwischen dem ersten Filtermedium 6 und dem dritten Filtermedium 8 und parallel dazu.
Eine erste Variante des Stützgitters 9 ist beispielsweise in den Figuren 2 bis 4 dargestellt. Das Stützgitter umfasst eine Vielzahl von nicht näher bezeichneten Gitteröffnungen sowie Stützrippen 10, die beispielsweise einstückig an das Stützgitter 9 angeformt sein können. Das Stützgitter 9 umfasst weiterhin eine Durchführung 1 1 a, die zwei Fluidkanäle 1 1 und 12 aufnimmt. An das Stützgitter 9 sind im Bereich der Durchführung 1 1 a ein erster Befestigungskragen 13a und ein zweiter Befestigungskragen 15a angeformt, wobei sich der Befestigungskragen 13a auf der dem Einlass 4 zugewandten Seite des Stützgitters 9 erstreckt und der Befestigungskragen 15a auf der dem Auslass 5 zugewandten Seite des Stützgitters 9 erstreckt. Die Befestigungskragen 13a und 15a definieren jeweils Fluidkanäle 1 1 und 12 durch die Durchführung 1 1 a, die durch einen gemeinsamen Wandab- schnitt des Befestigungskragens 13a und des Befestigungskragens 15a voneinander getrennt sind.
Im Bereich der Durchführung 1 1 a bildet das Stützgitter 9 in der Ebene der Gitteröffnungen einen Befestigungsflansch 14 für das zweite Filtermedium 7 aus, der Befestigungskragen 15a bildet einen Befestigungsflansch 15 für das dritte Filtermedium aus und der Befestigungskragen 13a bildet einen Flansch 13 für das erste Filtermedium 6 aus. Die Flansche 13, 14 und 15 sind jeweils fluchtend zu entsprechenden Öffnungen in den Filtermedien 6, 7 und 8 angeordnet. Die Filtermedien 6, 7, 8 können beispielsweise mit den Flanschen 13, 14 und 15 verklebt und/oder verschweißt sein.
Befestigungskragen 13a hält im Wesentlichen das erste Filtermedium 6 auf Ab- stand zu dem zweiten Filtermedium 7, wohingegen der Befestigungskragen 15a im Wesentlichen das dritte Filtermedium 8 auf Abstand zu dem zweiten Filtermedium 7 hält.
Der Kanal 1 1 begrenzt eine Bypassöffnung durch das erste und zweite Filterme- dium 6, 7, wohingegen der Kanal 12 eine Bypassöffnung durch das zweite und dritte Filtermedium 7, 8 begrenzt.
Das erste und das zweite Filtermedium 6 und 7 umschließen teilweise eine erste Filterkammer 67, wohingegen das zweite Filtermedium 7 und das dritte Filterme- dium 8 eine zweite Filterkammer 78 teilweise umschließen.
Der Fluidkanal 1 1 erstreckt sich durch das erste und durch das zweite Filtermedium 6, 7 in die zweite Filterkammer 78 und bildet somit einen Filterbypass für das erste und das zweite Filtermedium 6, 7, so dass das am Einlass 4 eintretende Fluid vom Einlass 7 unter Überbrückung der ersten Filterkammer 67 direkt, das heißt ohne Filtration, in die zweite Filterkammer 78 eingeleitet wird.
Der Fluidkanal 12 erstreckt sich von der ersten Filterkammer 67 unmittelbar in einen Raum des Ölfiltergehäuses oberhalb des dritten Filtermediums 8, sodass der Fluidkanal 12 eine filterfreie Fluidverbindung zwischen der ersten Filterkammer 67 und dem Auslass 5 bildet. Das Fluid gelangt ohne weitere Filtration aus der ersten Filterkammer 67 in den Auslass 5. Durch den Einlass 4 eintretendes Fluid gelangt über den Fluidkanal 1 1 unter Ü- berbrückung des ersten Filtermediums 6 unmittelbar in die zweite Filterkammer 78, innerhalb derer sich das Fluid verteilt. Den weiteren Weg zum Auslass 5 der Olfiltereinheit 1 kann das Fluid von dort nur durch das dritte Filtermedium 8 hin- durch durch beschreiben, dieses wird also vollständig einer Filtration unterzogen. Aus der zweiten Filterkammer 78 kann das Fluid gleichzeitig durch das zweite Filtermedium 7 hindurch in die erste Filterkammer 67 gelangen.
Von der ersten Filterkammer 67 kann das Fluid durch den Fluidkanal 12 unmittel- bar in den Raum oberhalb des dritten Filtermediums 8 gelangen, das heißt von der ersten Filterkammer 67 kann das Fluid ohne weitere Filtration den Weg zum Auslass 5 der Olfiltereinheit 7 beschreiben.
Das erste Filtermedium 6 ist weniger dicht als das zweite Filtermedium 7, das zweite Filtermedium 7 ist weniger dicht als das dritte Filtermedium 8.
Bei hoher Viskosität des Fluids, das heißt bei geringer Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine oder niedriger Betriebstemperatur des Fluids kann dieses einen Weg unmittelbar vom Einlass 4 durch das erste Filtermedium 6 hindurch in die erste Filterkammer 67 und von dort aus ohne weitere Filtration durch den Fluidkanal 12 zum Auslass 5 beschreiben. Das Fluid kann den Weg des geringsten Widerstandes durch das erste Filtermedium 6 hindurch nehmen. Parallel strömt das Fluid auch vom Einlass 4 unmittelbar in die zweite Filterkammer 78 und von dort beispielsweise durch das zweite Filtermedium 7 hindurch in die erste Filter- kammer 67. Weiterhin parallel dazu kann das in die zweite Filterkammer 78 eintretende Fluid auch durch das dritte Filtermedium 8 hindurchtreten, welches noch feiner ist.
Alle Filtermedien 6,7,8 werden parallel durchströmt, wobei mit zunehmender Temperatur und mit abnehmender Viskosität des Fluids die feineren Filtermedien bzw. die Filtermedien geringerer Permeabilität stärker durchströmt werden.
Für jeden Viskositätsgrad bietet die Olfiltereinheit 1 gemäß der Erfindung den kürzest möglichen Durchströmungsweg bei entsprechender Wahl der Feinheit des Filtermediums. Grundsätzlich können Filterbypässe oder Fluidkanäle, die einen Filterbypass bilden auch in einer Ebene der Filteranordnung mehrfach vorhanden sein. Das ist unter anderem dann vorteilhaft, wenn das Filtergehäuse mehrere Einlasse und/oder Auslässe aufweist. Bei der Variante des Stützgitters 9 gemäß den Figuren 3 bis 5 sind die Fluidkanä- le 1 1 und 12 in einer einzigen Durchführung 1 1 a des Stützgitters 9 ausgebildet. Wie eingangs bereits erwähnt, können die Fluidkanäle 1 1 und 12 jeweils separate Durchführungen durch das Stützgitter 9 bilden. Diesbezüglich wird auf die Figur 7 verwiesen, in der das Stützgitter mit dem Bezugszeichen 19 versehen ist, der Flu- idkanal vom Einlass 4 in die zweite Filterkammer mit dem Bezugszeichen 1 1 1 und der Fluidkanal von der ersten Filterkammer 67 zum Einlass 4 mit dem Bezugszeichen 1 12 versehen ist. Die Flansche sind mit dem Bezugszeichen 1 14 und 1 15 bezeichnet. Die Figur 6 zeigt die Olfiltereinheit 1 in der Einbausituation in der Ölwanne 26 eines Kraftfahrzeuges. Es ist im Rahmen der Erfindung, dass die Olfiltereinheit 1 als separate Einheit außerhalb der Ölwanne eines Kraftfahrzeuges angeordnet sein kann. Die Ölwanne 26 kann als Getriebeölwanne oder als Motorölwanne ausgebildet sein.
Die Ölwanne 26 umfasst beispielsweise einen umlaufenden, einen Aufnahmeraum begrenzenden Haltesteg 24, auf den die Befestigungselemente 18 der Ölfil- tereinheit 1 aufgesetzt sind. Die Verbindung kann durch Schrauben, Kleben oder Schweißen erfolgen. Innerhalb des Haltestegs 24 ist eine Einlauföffnung 25 ausgespart, aus der das Fluid innerhalb der Ölwanne 26 in einen Aufnahmeraum 23 unterhalb der Olfiltereinheit 1 eintreten kann. Wie dies in den Figuren 1 und 6 angedeutet ist, kann beispielsweise die Oberschale 3 mit der Olfiltereinheit 1 weitere Stützrippen 17 beispielsweise für das dritte Filtermedium 8 aufweisen. Es wird nunmehr Bezug genommen auf die Figuren 9 und 10, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der Ölfiltereinheit 1 gemäß der Erfindung veranschaulichen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 , mit dem Unterschied, dass die Ölfiltereinheit 1 als weiteres Filtermedium ein viertes Filtermedium 27 umfasst, welches sich mit Abstand unterhalb des ersten Filtermediums 6 und parallel zu diesem innerhalb des Ölfiltergehäuses erstreckt. Die Zahlwörter„erstes, zweites drittes" bezeichnen der Reihe nach räumlich in Richtung vom Einlass 4 zum Auslass 5 hintereinander angeordnete Filtermedien, das vierte Filtermedium ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel das räumlich dem Einlass 4 nächstliegende, dieses kann aber auch dem Auslass 5 nächstliegend angeordnete sein. Das vierte Ölfiltermedium 27 ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel gröber als das erste Filtermedium 6, welches wiederum gröber ist als das dritte Filtermedium 8.
Innerhalb des Ölfiltergehäuses begrenzt das vierte Filtermedium 27 mit dem ers- ten Filtermedium 6 eine dritte Filterkammer 276. Weiterhin ist ein dritter Befestigungskragen 28 vorgesehen, der das vierte Filtermedium 27 und das erste Filtermedium 6 durchsetzt und der das erste Filtermedium 6 und das vierte Filtermedium 27 auf Abstand zueinander hält. Der dritte Befestigungskragen 28 bildet einen dritten Fluidkanal 29, der in die erste Filterkammer 67 mündet und einen Filterbypass für das vierte 27 und erste Filtermedium 6 bildet.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die Unterschale 2 im Bereich des Einlasses einen in das Ölfiltergehäuse 1 vorstehenden Stützkragen 30 aufweist, der das vierte Filtermedium 27 und die Unterschale 2 auf Abstand zueinander hält. Der Stütz- kragen 30 ist mit einem umlaufenden Flansch 31 versehen, an dem das vierte Filtermedium 27 befestigt ist. Eine Öffnung in dem vierten Filtermedium 27 ist fluchtend zu dem Einlass 4 ausgerichtet, sodass das Fluid durch den Einlass 4 zunächst ungefiltert in die dritte Filterkammer 276 gelangt. Bei hoher Viskosität des Fluids und dementsprechend niedriger Betriebstemperatur kann das Fluid durch das vierte Filtermedium 27 hindurchtreten und gelangt von dort ohne weitere Filterung durch den Kanal 29 in die erste Filterkammer 67.
In den Zeichnungen veranschaulichen die feinen gestrichelten Linien die mögli- chen Fließwege des Fluids.
Aus der ersten Filterkammer 67 gelangt das Fluid durch den Kanal 12 weiterhin ungefiltert zum Auslass 5. Bei zunehmender Viskosität tritt das Fluid, das auch über den Fluidkanal 1 1 in die zweite Filterkammer 78 gelangt, durch das zweite Filtermedium 7 in die erste Filterkammer 67 und wird folglich einer feineren Filtrationsstufe unterzogen. Von der ersten Filterkammer 67 gelangt das Fluid dann wiederum ohne weitere Filterung durch den Kanal 12 in den Auslass 5. Bei weiterhin zunehmender Viskosität des Fluids gelangt das Fluid von der dritten Filterkammer 276 über den Kanal 1 1 in die zweite Filterkammer 78 und von dort durch das dritte Filtermedium 8, durch welches es einer Feinstfiltration unterzogen wird, in den Raum oberhalb des dritten Filtermediums 8 und somit im folgenden ohne weitere Filtration in den Auslass 5.
Das zuvor erwähnte Prinzip lässt sich auf eine Anzahl von N Filtermedien erstre- cken, wie beispielsweise in dem hydraulischen Ersatzschaltbild in Figur 10 angedeutet ist.
Das Ersatzschaltbild gemäß Figur 10 ist stark vereinfacht. In diesem sind die Filtermedien 6,7,27 mit den entsprechenden Bezugsziffern versehen, wobei„N" für eine beliebige Anzahl hydraulisch parallel geschalteter Filtermedien bezeichnet. Die hydraulische Schaltung der Filtermedien ist so gewählt, dass von mehreren Filtermedien wenigstens eines in Reihe zwischen dem Einlass 4 und dem Auslass 5 angeordnet ist, hingegen jedes weitere Filtermedium parallel durchströmbar ist. In dem Schaltbild sind die Fluidkanäle 1 1 ,12,29 und N jeweils als Drossel darge- stellt, wobei die Anzahl der Fluidkanäle N-1 beträgt, wenn die Anzahl der Filtermedien N beträgt. Erfindungsgemäß sind unterschiedliche Filtermedien für unterschiedliche Druckbereiche und Viskositäten des Fluids bei geringem Druckverlust und bei einer erhöhten Schmutzaufnahmekapazität vorgesehen. Insbesondere durch die Anzahl der Filtermedien wird die Filterfläche erhöht, wodurch sich eine erhöhte Schmutz- aufnahmekapazität der Ölfiltereinheit gemäß der Erfindung ergibt. Erfindungsgemäß ist eine Kaskadierung der Filtermedien derart vorgesehen, dass ein Stromfaden des Fluids von unabhängig von der Anzahl der Filterstufen nur ein einziges Filtermedium passieren muss. Nach dem Hindurchtreten durch dieses Filtermedium gibt es einen direkten Weg zu dem Auslass 5 unter Umgehung aller übrigen Filtermedien.
Bezugszeichenliste:
1 Olfiltereinheit
2 Unterschale
3 Oberschale
4 Einlass
5 Auslass
6 Erstes Filtermedium
7 Zweites Filtermedium
8 Drittes Filtermedium
9 Stützgitter
10 Stützrippen
1 1 a Durchführung
1 1 , 12 Fluidkanal
13a Erster Befestigungskragen
13, 14 Flansch
15a Zweiter Befestigungskragen
15 Flansch
16 Befestigungsflansche der Olfiltereinheit 17 Stützrippen
18 Befestigungselemente
19 Stützgitter
23 Aufnahmeraum
24 Haltesteg
25 Einlauföffnung
26 Ölwanne
27 Viertes Filtermedium
28 Dritter Befestigungskragen
29 Fluidkanal
30 Stützkragen
31 Flansch
67 erste Filterkammer
78 Zweite Filterkammer
276 Dritte Filterkammer

Claims

Patentansprüche
1 . Ölfiltereinheit (1 ) als Saugstromfiltereinheit, insbesondere als Getriebeölfiltereinheit oder als Motorölfiltereinheit für Verbrennungsmotoren mit einem Ölfil- tergehäuse, das einen Einlass (4) und einen Auslass (5) aufweist, wobei innerhalb des Ölfiltergehäuses wenigstens ein erstes, ein zweites und ein drittes Filtermedium (6, 7, 8) angeordnet ist, die Filtermedien (6, 7, 8) mit Abstand zueinander angeordnet sind, die Filtermedien (6, 7, 8) wenigstens eine erste und eine zweite Filterkammer (67, 78) begrenzen, das erste und das zweite Filtermedium (6, 7) mit einem ersten Filterbypass versehen sind, der erste Filterbypass eine filterfreie Fluidverbindung zwischen dem Einlass (4) und der zweiten Filterkammer (78) o- der zwischen dem Einlass (4) und einer weiteren Filterkammer definiert, das zweite und das dritte Filtermedium (7, 8) einen zweiten Filterbypass aufweisen und der zweite Filterbypass eine filterfreie Fluidverbindung zwischen der ersten Filter- kammer (67) und dem Auslass (5) definiert.
2. Ölfiltereinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Filterkammern (67, 78) unmittelbar aneinander grenzen und durch wenigstens eines der Filtermedien (6, 7, 8) in Fluidverbindung miteinander stehen.
3. Ölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Stützelement vorgesehen ist, das einen ersten und einen zweiten Befestigungskragen (13a, 15a) aufweist, wobei der erste Befestigungskragen (13a) das erste und das zweite Filterelement (6, 7) zueinander auf Abstand hält und wobei der zweite Befestigungskragen (15a) das zweite und das dritte Filtermedium (7, 8) zueinander auf Abstand hält.
4. Ölfiltereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement als Stützgitter (9) ausgebildet ist.
5. Ölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement mit Stützkörpern versehen ist, die sich in wenigstens eine der Filterkammern (67, 78) erstrecken.
6. Ölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermedien (6, 7, 8) jeweils eine unterschiedliche Permeabilität aufweisen.
7. Ölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Filtermedium (7) feiner ist als das erste Filtermedium (6).
8. Ölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Filtermedium (8) feiner ist als das zweite Filtermedium (7).
9. Ölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkammern (67, 78) in Durchströmungsrichtung vom Einlass (4) zum Auslass (5) hintereinander angeordnet sind.
10. Ölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungskragen (13a, 15a, 28) jeweils eine Öffnung in den Filtermedien (6, 7, 8) begrenzen, wobei der erste Befestigungskragen (13a) den ersten Filterbypass und der zweite Befestigungskragen (15a) den zweiten Filterbypass bildet.
1 1 . Ölfiltereinheit nach einem der Anpsrüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass er erste und der zweite Befestigungskragen (13a, 15a) einen Teil einer Durchführung (1 1 a) durch das Stützelement bilden, wobei jeder Befestigungskragen (13a, 15a) einen Strömungskanal (1 1 , 12) durch die Durchführung (1 1 a) be- grenzt.
12. Ölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Befestigungskragen (13a, 13b) eine Durchführung durch das Stützelement bildet.
13. Ölfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Filtermedium (27) vorgesehen ist.
14. Ölfiltereinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dritte und ein viertes Filtermedium (6,27) als weiteres Filtermedium oder das erste und das vierte Filtermedium (8,27) als weiteres Filtermedium einen dritten Filterbypass aufweisen, der durch einen dritten Befestigungskragen (28) gebildet wird, der das erste und das vierte Filtermedium (6, 27) auf Abstand zueinander hält.
15. Fluid Filter, umfassend:
ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass,
ein erstes Filtermedium mit einer ersten Öffnung,
ein zweites Filtermedium mit einer zweiten Öffnung,
ein drittes Filtermedium mit einer dritten Öffnung,
einen ersten Befestigungsflansch, der das erste und zweite Filtermedium auf Abstand hält,
einen zweiten Befestigungsflansch, der das erste und dritte Filtermedium auf Abstand hält,
einen dritten Befestigungsflansch, der das zweite und dritte Filtermedium auf Abstand hält,
wobei die ersten und dritten Befestigungsflansche einen Fluidkanal vom Einlass zu einem Raum zwischen dem zweiten und dritten Filtermedium und die zweiten du dritten Befestigungsflansche einen Fluidkanal von einem Raum zwischen den ersten und zweiten Filtermedium zum Auslass bilden.
16. Fluidfilter nach Anspruch 15 mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 14.
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