DE102008050624A1

DE102008050624A1 - Ventil zur Rückflussverhinderung für einen Ölfilter

Info

Publication number: DE102008050624A1
Application number: DE102008050624A
Authority: DE
Inventors: Dipak R. Grand Blanc Patel; Thomas A. Rochester Hills Spix
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-10-11
Filing date: 2008-10-07
Publication date: 2009-04-30
Also published as: CN101406774A; US20090095665A1

Abstract

Eine Vorrichtung zur Rückflussverhinderung für eine Ölfilteranordnung umfasst ein Ventil zur Rückflussverhinderung, das aus einem Elastomermaterial gebildet ist. Das Ventil zur Rückflussverhinderung kann so betrieben werden, dass es selektiv Rückfluss durch die Ölfilteranordnung beschränkt. Das Ventil zur Rückflussverhinderung ist im Allgemeinen von Kegelstumpfform und umfasst mindestens ein Entlastungsventil zum selektiven Öffnen bei Vorliegen eines vorbestimmten Drucks, um Rückfluss durch die Ölfilteranordnung zu ermöglichen. Es wird auch eine Ölfilteranordnung vorgesehen, die das offenbarte Ventil zur Rückflussverhinderung enthält.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil zur Rückflussverhinderung zur Verwendung in einem Ölfilter.
Hintergrund der Erfindung
Flüssigkeitsfilter, wie zum Beispiel ein Brennkraftmaschinenölfilter, können ein Ventil zur Rückflussverhinderung verwenden, das dazu dient, ein Abfließen von Öl während des Abschaltens von den Durchlässen in der Brennkraftmaschine zu verhindern, wodurch eine Schutzmaßnahme gegen Geräuschemission von Komponenten, beispielsweise Ventiltriebkomponenten, während eines Neustarts der Brennkraftmaschine vorgesehen wird. Neu hergestellte Brennkraftmaschinen werden im Allgemeinen durch einen der von der Brennkraftmaschine ausgebildeten Durchlässe (d. h. Fülldurchlass) mit Öl versorgt, um Schnittstellen zu schmieren und der Ölpumpe der Brennkraftmaschine für ein Vorbereiten bzw. Vorfällen der Ölpumpe vor dem Starten der Brennkraftmaschine Öl zu liefern. Der Fülldurchlass pflegt stromabwärts des Ölfilters angeordnet zu sein, während die Ölpumpe stromaufwärts von dem Ölfilter angeordnet zu sein pflegt, und somit pflegt das Ventil zur Rückflussverhinderung in dem Ölfilter Ölstrom zu der Ölpumpe zu beschränken, wodurch die zum Füllen der Ölpumpe erforderliche Zeit langer wird. Somit kann ein Filter ohne ein Ventil zur Rückflussverhinderung eingebaut werden, um zu ermöglichen, dass eine adäquate Menge von Öl die Ölpumpe erreicht, um das Vorfällen der Ölpumpe während des Füllbetriebs zu verbessern.
Kurzdarlegung der Erfindung
Es wird eine Vorrichtung zur Rückflussverhinderung für eine Ölfilteranordnung vorgesehen. Die Vorrichtung zur Rückflussverhinderung umfasst ein Ventil zur Rückflussverhinderung, das aus einem Elastomermaterial gebildet ist und dazu dient, selektiv Rückfluss durch die Ölfilteranordnung zu beschränken. Das Ventil zur Rückflussverhinderung ist im Allgemeinen kegelstumpfförmig und umfasst mindestens ein Entlastungsventil zum selektiven Öffnen bei Vorliegen eines vorbestimmten Drucks, um Rückfluss durch die Ölfilteranordnung zu ermöglichen.
Es wird auch eine Ölfilteranordnung für eine Brennkraftmaschine vorgesehen. Die Brennkraftmaschine bildet erste und zweite Öldurchlässe in Verbindung mit der Ölfilteranordnung aus. Die Ölfilteranordnung umfasst ein Ventil zur Rückflussverhinderung, das in der Ölfilteranordnung angeordnet ist und dazu dient, den Ölstrom von dem ersten Öldurchlass im Wesentlichen zu beschränken, wenn die Druckdifferenz zwischen dem ersten Öldurchlass und dem zweiten Öldurchlass unter einem vorbestimmten Wert liegt. Das Ventil zur Rückflussverhinderung umfasst mindestens ein Entlastungsventil, das so betrieben werden kann, dass es selektiv öffnet, um den Ölstrom von dem ersten Öldurchlass zu ermöglichen, wenn die Druckdifferenz zwischen dem ersten Öldurchlass und dem zweiten Öldurchlass größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ist.
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen ohne Weiteres aus der folgenden eingehenden Beschreibung der besten Methoden zum Ausführen der Erfindung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen hervor.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Schnittansicht einer Ölfilteranordnung, die ein Ventil zur Rückflussverhinderung enthält; und
2 ist eine schematische Unteransicht des Ventils zur Rückflussverhinderung von 1, welche mehrere Entlastungsventile zeigt, die in das Ventil zur Rückflussverhinderung integriert sind.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Unter Bezug auf die Zeichnungen, bei denen in den mehreren Figuren gleiche Bezugszeichen durchwegs gleichen oder ähnlichen Komponenten entsprechen, zeigt 1 einen Ölfilter 10 zum Filtern des in einer Brennkraftmaschine 12 verwendeten Schmieröls. Die Brennkraftmaschine 12 umfasst ein Reservoir 11, beispielsweise eine Ölwanne, das zur Aufnahme einer vorbestimmten Ölmenge 15 ausgelegt ist. Der Ölfilter 10 umfasst einen zylindrischen Behälter 13 mit einem geschlossenen Ende 14 und einem offenen Ende 16. Das offene Ende 16 ist zum Teil von einer Verschlussplatte 18 mit einem zentralen Fluidauslass 20 und mehreren Fluideinlässen 22, von denen einer in 1 gezeigt ist, die radial um den Auslass 20 angeordnet sind, verschlossen. Der Auslass 20 weist ein Gewinde auf, um mit einem Rohr 23 zu greifen, das sich von einem durch die Brennkraftmaschine 12 ausgebildeten Öldurchlass 24 erstreckt, während die Einlässe 22 zu einem Öldurchlass, beispielsweise einer Hauptölleitung 25, welche durch die Brennkraftmaschine 12 ausgebildet ist, offen sind und von einer allgemein kreisförmigen Dichtung 26 radial nach innen hin angeordnet sind. Die Dichtung 26 ist auf einer Platte 27 angebracht, deren Außenumfang mit dem offenen Ende 16 des Behälters 13 zusammengerollt ist, um dadurch an dem Behälter 13 befestigt zu sein und auch um die Verschlussplatte 18 gegen Bewegung nach außen festzuhalten. Eine Verdrängerpumpe 29 ist in Verbindung mit der Hauptölleitung 25 vorgesehen und dient dazu, Öl 15 unter Druck zum späteren Einleiten in den Ölfilter 10 von dem Reservoir 11 zu der Hauptölleitung 25 zu übermitteln.
Eine zylindrische Filterkartusche 28 ist in dem Behälter 13 positioniert und umfasst ein geeignetes Filterelement 30 aus einem geeigneten Filtermedium, beispielsweise einem gefalteten papierartigen Medium. Die Außenseite des Filterelements 30 ist radial einwärts der zylindrischen Wand des Behälters beabstandet, so dass Öl, das durch die Einlässe 22 eintritt, zu der Außenseite der Filterkartusche 28 und dann radial nach innen durch das Filterelement 30 zu einem hohlen, sich axial erstreckenden Mittelabschnitt 31, der von der Filterkartusche 28 ausgebildet ist, und dann zu der Rücklaufleitung 23 fließen kann, wo es zu der Hauptölleitung 25 übermittelt wird. Die Filterkartusche 28 umfasst ferner Endabdeckplatten 32 und 34, die über die gegenüberliegenden Enden des Filterelements passen und an diesen dichtend befestigt sind, um dafür Lagerung vorzusehen sowie eine Vorkehrung zum Halten der Filterkartusche 28 an Ort und Stelle in dem Behälter 13 zu bieten. Die Endabdeckung 32 weist eine zentrale Öffnung 33 auf, durch die gefiltertes Öl 15 zu dem Auslass 20 gelangt, während die andere Endabdeckung 34 keine Öffnungen durch diese aufweist und mit dem geschlossenen Ende 14 des Behälters in Eingriff gebracht werden kann. Ein (nicht gezeigtes) Umgehungsventil, beispielsweise ein vorgespanntes Tellerventil, kann in der Endabdeckung 34 vorgesehen werden, um zu ermöglichen, dass Öl 15 das Filterelement 30 umgeht, falls das Filterelement 30 zu stark beschränkt, beispielsweise durch erhöhte Fluidviskosität und/oder durch Ansammlung von Verunreinigungen.
Um zu verhindern, dass Öl 15 infolge unzureichenden Drucks in der Hauptölleitung 25, beispielsweise infolge einer Unterbrechung des Betriebs der Ölpumpe 29, durch die Einlässe 22 abfließt, ist ein Ventil zur Rückflussverhinderung 26 vorgesehen, das aus einem Elastomermaterial, beispielsweise Gummi, gebildet ist, das sich zwischen der Endabdeckung 32 der Filterkartusche 28 und der Verschlussplatte 18 befindet. Bei einer solchen Anordnung wird ein Ende der Filterkartusche 28 gegen das geschlossene Ende 14 des Behälters gehalten und das Ventil zur Rückflussverhinderung 36 wird dichtend zwischen der Endabdeckung 32 und der Verschlussplatte 18 gehalten.
Das Ventil zur Rückflussverhinderung 36 hat einen ringförmigen Körper 38, der zwischen der Verschlussplatte 18 und der Endabdeckung 32 der Filterkartusche angeordnet werden kann. Der Körper 38 hat eine zentrale Öffnung 40, durch die das Öl 15 zu dem Auslass 20 strömen kann. Die Verschlussplatte 18 ist mit einem sich nach innen erstreckenden ringförmigen Flansch oder Kragen 42 um den Auslass 20 versehen, welcher so in die Öffnung 40 passt, dass das Ventil zur Rückflussverhinderung 36 mit der Verschlussplatte 18 koaxial positioniert wird. Der Körper 38 weist zusätzlich einen sich axial erstreckenden ringförmigen Kragen 44 in Eingriff mit der zentralen Öffnung 33 der Endabdeckung 32 der Filterkartusche 28 auf, um eine koaxiale Beziehung zwischen dem Ventil zur Rückflussverhinderung 36 und der Filterkartusche 28 vorzusehen. Zudem weist der ringförmige Kragen 44 eine sich radial nach innen erstreckende ringförmige Rippe 48 zum abdichtenden Greifen einer gleichmäßigen Schulter 49, die an dem Ende des Rohrs 23 ausgebildet ist, auf.
Unter weiterer Beschreibung des Aufbaus des Ventils zur Rückflussverhinderung 36 weist der Körper 38 einen nachgiebigen, radial und axial nach außen hin ringförmigen Ventilabschnitt 50 in Form eines Kegelstumpfs mit einer Lippe 52 an seinem Außenumfang auf. Die Lippe 52 liegt bei Fehlen von Öldruck in der Hauptölleitung 25 normalerweise an der Verschlussplatte 18 radial außerhalb der Einlässe 22 an. Dadurch verhindert sie, dass in dem Ölfilter 10 enthaltendes Öl 15 und damit der Öldurchlass 24 durch die Einlässe 22 abfließt und nachfolgend zu dem Sumpf 11 entleert wird. Der Ventilabschnitt 50 weitet sich axial nach außen und ist nachgiebig, um die Verschlussplatte 18 als Reaktion auf Druck an den Einlässen 22 infolge des Betriebs der Ölpumpe 29 abzuheben, um ein Strömen zu der Filterkartusche 28 zu ermöglichen.
Unter Bezug auf 2 wird eine Unteransicht des Ventils zur Rückflussverhinderung 36 gezeigt, die mehrere Entlastungsventile 56 veranschaulicht, die als darin ausgebildete Schlitze oder Einschnitte gebildet sind und sich allgemein radial nach außen entlang des ringförmigen Ventilabschnitts 50 erstrecken. Die Entlastungsventile 56 bildenden Schlitze können andere Formen aufweisen, beispielsweise Sternformen, Kreuzformen, oder können Schlitze sein, die sich allgemein um den Umfang erstrecken. Der Fachmann wird erkennen, dass jede an dem Ventil zur Rückflussverhinderung 56 vorgesehene Einschnitt- oder Schlitzkonfiguration, die sich als Reaktion auf eine Druckdifferenz öffnet, verwendet werden kann, solange sie innerhalb des beanspruchten Schutzumfangs bleibt. Zusätzlich können die Entlastungsventile 56 geformte Merkmale sein, die an dem ringförmigen Ventilabschnitt 50 ausgebildet sind, wie zum Beispiel Rückschlagluftklappen. Die Entlastungsventile 56 erstrecken sich vollständig durch den ringförmigen Ventilabschnitt 50. Wie in 2 gezeigt, sind sechs Entlastungsventile 56 gleichmäßig um den Umfang des ringförmigen Ventilabschnitts 50 herum beabstandet; der Fachmann wird jedoch erkennen, dass größere oder weniger Entlastungsventile 56 und alternative Beabstandungsmodelle verwendet werden können, solange diese innerhalb des beanspruchten Schutzumfangs bleiben. Die Entlastungsventile 56 können selektiv als Reaktion auf eine vorbestimmte Druckdifferenz zwischen dem Öldurchlass 24 und der Hauptölleitung 25 geöffnet werden, wie in 1 gezeigt wird.
Der Betrieb des Ölfilters wird unter Bezug auf 1 und 2 ausführlicher erläutert. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine 12 arbeitet die Ölpumpe 29, um der Hauptölleitung 25 Öl 15 unter Druck zuzuführen, wo es anschließend zu den Einlässen 22 geleitet wird. Das Öl 15 durchquert die Einlässe 22 und spannt den ringförmigen Ventilabschnitt 50 des Ventils zur Rückflussverhinderung 36 weg von der Verschlussplatte 18 vor, so dass das Öl 15 in den Behälter 13 strömen kann. Das Öl 15 wird durch die Filterkartusche 28 gedrückt, wo Verunreinigungen, wie zum Beispiel Partikel, vor Zuführen zu dem Mittelabschnitt 31 entfernt werden, wo das Öl 15 über das Rohr 23 in den Öldurchlass 24 eingeleitet wird, um einen zuverlässigen Betrieb der Brennkraftmaschine 12 zu ermöglichen. Beim Abschalten der Brennkraftmaschine 12 wird der Betrieb der Ölpumpe 29 unterbrochen, so dass der Druck in der Hauptölleitung 25 im Wesentlichen Null beträgt. Dadurch spannt das in dem Öldurchlass 24 und dem Ölfilter verbleibende Öl 15 den ringförmigen Abschnitt 50 des Ventils zur Rückflussverhinderung 36 gegen die Verschlussplatte 18 vor, wodurch der Gegenstrom oder Rückfluss von Öl 15 durch die Einlässe 22 blockiert wird. Dies ist wünschenswert, da eine Menge an Öl 15 in der Brennkraftmaschine 12 verbleibt, um Komponenten, wie zum Beispiel Ventiltriebkomponenten, beim Neustart der Brennkraftmaschine 12 Schmierung und hydraulische Steuerung zu bieten.
In einigen Fällen, beispielsweise beim Füllen einer neu hergestellten Brennkraftmaschine mit Öl 15, kann es vorteilhaft sein, die Brennkraftmaschine 12 mit Öl unter Druck durch einen nicht gezeigten Fülldurchlass zu füllen, der mit dem Öldurchlass 24 in Verbindung steht, um eine Menge von Öl 15 für Komponenten der Brennkraftmaschine 12 vorzusehen, sowie Öl 15 vorzusehen, um zum Vorfüllen der Ölpumpe 29 beizutragen. Durch Liefern von mit Druck beaufschlagtem Öl 15 zu dem Durchlass 24 bei Fehlen von Druck in der Hauptölleitung 25 wird Öl 15 von dem Öldurchlass 24 zu dem Mittelabschnitt 31 der Filterkartusche 28 gedrückt. Das Öl 15 wird durch das Filterelement 30 gedrückt, wo es das Ventil zur Rückflussverhinderung 36 aktiviert. Wenn der Druck des Öls 15, das auf den ringförmigen Ventilabschnitt 50 des Ventils zur Rückflussverhinderung 36 wirkt, über einen vorbestimmten Wert steigt, erzwingt das Öl 15 das Öffnen der Entlastungsventile 46, was Öl 15 von dem Behälter 13 durch die Einlässe 22 und in die Hauptölleitung 25 strömen lässt. Nachfolgend wird das Öl 15 zu der Ölpumpe 29 eingeleitet, wo es das Vorfüllen der Ölpumpe 29 fördert. Der vorbestimmte Druckpegel ist größer als der auf das Ventil zur Rückflussverhinderung 36 ausgeübte Staudruck bei Abschalten der Brennkraftmaschine; deshalb ist das Ventil zur Rückflussverhinderung immer noch in der Lage, eine Menge von Öl 15 in der Brennkraftmaschine 12 zu halten, um den Betrieb der Brennkraftmaschine 12 und den Neustart zu verbessern. Zusätzlich entfällt durch Vorsehen von Entlastungsventilen 56 in dem Ventil zur Rückflussverhinderung 36 die Notwendigkeit, einen Ölfilter ohne Ventil zur Rückflussverhinderung 36 einzubauen, um das Vorfüllen der Ölpumpe 29 während eines Füllvorgangs der Brennkraftmaschine im Montagewerk zu ermöglichen.
Während die besten Methoden zum Ausführen der Erfindung eingehend beschrieben wurden, wird der Fachmann, den diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Auslegungen und Ausführungsformen zum Umsetzen der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.

Claims

Ölfilteranordnung für eine Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine erste und zweite Öldurchlässe in Verbindung mit der Ölfilteranordnung ausbildet, wobei die Ölfilteranordnung umfasst: ein Ventil zur Rückflussverhinderung, das in der Ölfilteranordnung angeordnet ist und dazu dient, im Wesentlichen den Ölstrom von dem ersten Öldurchlass zu beschränken, wenn eine Druckdifferenz zwischen dem ersten Öldurchlass und dem zweiten Öldurchlass unter einem vorbestimmten Wert liegt; und wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung mindestens ein Entlastungsventil umfasst, das so betrieben werden kann, dass es selektiv öffnet, um das Strömen von Öl von dem ersten Öldurchlass zu ermöglichen, wenn die Druckdifferenz zwischen dem ersten Öldurchlass und dem zweiten Öldurchlass größer als oder gleich dem vorbestimmten Wert ist.
Ölfilteranordnung nach Anspruch 1, wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung aus einem Elastomermaterial gebildet ist und wobei das mindestens eine Entlastungsventil ein geformtes Merkmal ist, das auf dem Ventil zur Rückflussverhinderung ausgebildet ist.
Ölfilteranordnung nach Anspruch 1, wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung allgemein kreisförmig ist und wobei das mindestens eine Entlastungsventil ein Schlitz ist, der sich allgemein radial nach außen erstreckt.
Ölfilteranordnung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: einen allgemein zylindrischen Behälter mit einem offenen Ende; eine Verschlussplatte, die zum Schließen des offenen Endes des allgemein zylindrischen Behälters dient und einen zentral befindlichen Auslass und mehrere Fluideinlässe, die radial um den Auslass angeordnet sind, ausbildet; wobei der Auslass in Verbindung mit dem ersten Öldurchlass steht und die mehreren Fluideinlässe in Verbindung mit dem zweiten Öldurchlass stehen; ein Filterelement, das in dem allgemein zylindrischen Behälter angeordnet ist; und wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung zwischen dem Filterelement und der Verschlussplatte angeordnet ist.
Ölfilteranordnung nach Anspruch 4, wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung so betrieben werden kann, dass es die mehreren Fluideinlässe selektiv absperrt.
Vorrichtung zur Rückflussverhinderung für eine Ölfilteranordnung umfassend: ein aus einem Elastomermaterial gebildetes Ventil zur Rückflussverhinderung, das so betrieben werden kann, dass es selektiv den Rückfluss durch die Ölfilteranordnung beschränkt; wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung allgemein kegelstumpfförmig ist; und wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung mindestens ein Entlastungsventil zum selektiven Öffnen bei Vorliegen eines vorbestimmten Drucks umfasst, um einen Rückfluss durch die Ölfilteranordnung zu ermöglichen.
Vorrichtung zur Rückflussverhinderung nach Anspruch 6, wobei das mindestens eine Entlastungsventil mindestens einen Schlitz umfasst, der sich allgemein radial nach außen erstreckt.
Ölfilteranordnung für eine Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine erste und zweite Öldurchlässe in Verbindung mit der Ölfilteranordnung ausbildet und wobei der zweite Öldurchlass in Verbindung mit einer Ölpumpe steht, die so betrieben werden kann, dass sie selektiv den zweiten Öldurchlass mit Druck beaufschlagt, wobei die Ölfilteranordnung umfasst: ein in der Ölfilteranordnung angeordnetes Ventil zur Rückflussverhinderung, das so betrieben werden kann, das es den Ölstrom von dem ersten Öldurchlass im Wesentlichen beschränkt, wenn die Druckdifferenz zwischen dem ersten Öldurchlass und dem zweiten Öldurchlass unter einem vorbestimmten Wert liegt; wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung mehrere Entlastungsventile ausbildet, die so betrieben werden können, dass sie selektiv öffnen, um den Ölstrom von dem ersten Öldurchlass zu ermöglichen, wenn die Druckdifferenz zwischen dem ersten Öldurchlass und dem zweiten Öldurchlass größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ist; einen allgemein zylindrischen Behälter mit einem offenen Ende; eine Verschlussplatte, die zum Schließen des offenen Endes des allgemein zylindrischen Behälters dient und einen zentral befindlichen Auslass und mehrere Fluideinlässe ausbildet, die radial um den Auslass herum angeordnet sind; wobei der Auslass in Verbindung mit dem ersten Öldurchlass steht und die mehreren Fluideinlässen in Verbindung mit dem zweiten Öldurchlass stehen; ein Filterelement, das in dem allgemein zylindrischen Behälter angeordnet ist; und wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung zwischen dem Filterelement und der Verschlussplatte angeordnet ist.
Ölfilteranordnung nach Anspruch 8, wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung aus einem Elastomermaterial gebildet ist und wobei das mindestens eine Entlastungsventil ein geformtes Merkmal ist, das auf dem Ventil zur Rückflussverhinderung ausgebildet ist.
Ölfilteranordnung nach Anspruch 8, wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung allgemein kreisförmig ist und wobei das mindestens eine Entlastungsventil ein sich allgemein nach außen erstreckender Schlitz ist.
Ölfilteranordnung nach Anspruch 8, wobei das Ventil zur Rückflussverhinderung so betrieben werden kann, dass es die mehreren Fluideinlässe selektiv absperrt.