DE1935764B2

DE1935764B2 - Flüssigkeitsfiltereinheit

Info

Publication number: DE1935764B2
Application number: DE1935764A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Ernest Winsor Buckman; Derrick Percival Chandlers Ford Tuffnell
Original assignee: General Motors Ltd
Current assignee: Delco Electronics Overseas Corp
Priority date: 1968-07-13
Filing date: 1969-07-14
Publication date: 1978-08-03
Also published as: US3567023A; DE1935764C3; FR2012934A1; DE1935764A1; GB1272756A

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsfiltereinheit

ίο mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.

Eine derartige Flüssigkeitsfiltereinheit ist aus der GB-PS 9 82 466 bekannt Sie dient dazu, während des Betriebs von Kraftfahrzeugmotoren das sie durchströmende Motorenöl von Verunreinigungen zu befreien. Die Flüssigkeitsfiltereinheit wird auf einen an dem Motorengehäuse befindHchen Gewindestutzen aufgeschraubt während die um den Gewindeanschluß angeordneten Einlaßöffnungen mit einem um den Gewindestutzen des Motorengehäuses befindlichen Ringkanal in Verbindung kommen. Während des Betriebs in dem Ringkanal befindliches unter Druck stehendes Motorenöl dringt durch die Einlaßöffnungen in das Innere des becherförmigen Gehäuses unter

öffnung der die Einlaßöffnung federnd überdeckenden Teile des elastomeren Dichtelementes ein und wird beim Durchfließen des Filtermaterials von den Verunreinigungen befreit. Falls ein zu großer Strömungswiderstand, beispielsweise bei verschmutzten Filterelementblättern vorliegt steigt der Druck an der Einlaßöffnung des Gehäuses so stark an, daß die federnde Überdeckung der Beipaßöffnungen nachgibt. Der Austausch verschmutzter Flüssigkeitsfiltereinheiten ist durch den Schraubenanschluß äußerst einfach.

Nachteilig bei der bekannten Flüssigkeitsfiltereinheit ist daß bei Überkopfmontage, d. h. bei einer Anbringung des Flüssigkeitsfilterelementes mit unten liegenden Einlaß- und Auslaßöffnungen bei Stillstandszeiten des Motors durch das mittlere, mit Filtratdurchtrittsöffnungen versehene Stützrohr das in der Flüssigkeitsfiltereinheit befindliche Motorenöl in den Motor zurückläuft. Die Einheit sieht also trocken und die Filiermaierialfalten, die mit Verunreinigungen und zurückgebliebenem Motoröl getränkt sind, werden durch Austrock-

nen und Verhärten der öl- und Verunreinigungsreste mehr und mehr undurchlässig. Bei Wiederinbetriebnahme des Motors findet das wiedereintretende Motorenöl einen erhöhten Durchflußwiderstand vor und umgeht das Filterelement über die bereits erwähnten Beipaßöffnungen. Die Filterung des Motorenöls findet gar nicht mehr oder doch nur in geringem Maße statt, was zu schwerwiegenden Schäden am Motor führen kann. Außerdem ist die bekannte Flüssigkeitsfiltereinheit mit wirtschaftlichen Nachteilen behaftet, da die Einzelteile in das Flüssigkeitsfiltergehäuse eingelegt, niedergehalten und dann das Gehäuse verschlossen werden muß. Eine solche Montage erfordert geübte und aufmerksame Arbeitskräfte.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftlich herstellbare, insbesondere für Serienfertigung geeignete Flüssigkeitsfiltereinheit zu schaffen, die auch bei Montage mit nach unten geöffneten Anschlußöffnungen ein Ausfließen des Motorenöls und Trockenstehen des Filters vermeidet.

Die Aufgabe wird gelöst mit einer Flüssigkeitsfiltereinheit der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalendes Patentanspruches 1.
Eine derart aufgebaute Flüssigkeitsfiltereinheit be-

steht gegenüber den bekannten Einheiten aus wenigen Einzelteilen, die durch die besondere Ausbildung von Stützrohr und Endkappe sehr leicht vormontiert werden können. Eine Fehlmontage ist durch die ineinander passenden bzw. einschnappenden Teile so gut wie ausgeschlossen. Diese vormontierten wenigen Einzelteile können bei der Endmontage einfach in das Gehäuse gesetzt werden, worauf das Verschließen des Gehäuses erfolgt Diese Arbeiten können von ungeschulten Arbeitskräften ohne besondere Aufmerksamkeit leicht vorrichtet werden, so daß eine wirtschaftliche Serienherstellung ermöglicht ist Weiter ist das Stützrohr nur an dem Boden, bei der genannten Überkopfmontage ist das der gegen die Schwerkraftrichtung am weitesten oben befindliche Teil des Stützrohres, mit Filtratdurchtrittsöffnungen versehen. Ein Zurückfließen des zu filternden Öls oder sonstigen Filrats ist also auf einfache Weise unterbunden und die Wände des Filterelementes sind auch bei Betriebsunterbrechungen stets benetzt und trocknen nicht aus. Damit ist die Einsatzfähigkeit der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfiltereinheit auch nach längeren Betriebspausen stets gewährleistet

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Schnittbild einer bevorzugten Ausführungsform einer Flüssigkeitsfiltereinheit mit der Montagefläche an einem Verbrennungsmotor, an dem die Filtereinheit befestigt werden kann,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Flüssigkeitsfiltereinheit nach Fig. 1,

F i g. 3 eine Seitenansicht eines Stützrohres für das Filterelement als Teil der Flüssigkeitsfiltereinheit nach Fig. 1,

F i g. 4 eine Ansicht des Stützrohrs nach F i g. 3 von oben,

F i g. 5 eine Arsicht des Stützrohrs nach F i g. 3 von unten,

F i g. 6 eine Ansicht des Dicht- und Rückflußventilteiles als Teil der Einheit nach F i g. 1 in vergrößertem Maßstab von unten,

Fig.7 einen Schnitt nach Linie VII-VII der Fig.6, und

F i g. 8 einen Teillängsschnitt einer anderen Ausführung einer Flüssigkeitsfiltereinheit.

Die ölfiltereinheit 1 in F i g. 1 kann an der Montagefläche 2 eines Verbrennungsmotors befestigt werden, indem sie auf einen mit einem Gewinde versehenen Öleinlaß-Rohrstutzen 3 aufgeschraubt wird, so der aus der Montagefläche 2 hervorragt. Um den Stutzen ist eine ringförmige Vertiefung 4 angebracht, in die ein ölauslaßkanal 5 des Motorschmierungssystems mündet.

Die Filtereinheit 1 selbst ist mit einem dünnen Blechgehäuse versehen, in dem ein Filterelement 7 aus gefaltetem, mit synthetischem Harz imprägniertem Filterpapier untergebracht ist, wobei sich die Falten in Längsrichtung des Elements 7 so erstrecken, daß das Element im Querschnitt eine Sternform besitzt. Die Enden der Falten sind je für sich einzeln abgedichtet. Die Falten sind mit eingepreßten Abstandsvertiefungen 8 und Rippen 9 versehen, damit die Falten gegeneinander und die zwei Hälften jeder Falte voneinander auf Abstand gehalten werden und ein leichter Fluß der zu filtrierenden, bzw. der filtrierten Flüssigkeit möglich ist. Ein solches Filterelement ist beispielsweise in der GB-PS 8 80 812 beschrieben.

Das Gehäuse 6 der Filtereinheic ist becherförmig aus verhältnismäßig dünnem Blech ausgebildet und das offene Ende des Gehäuses ist durch eine dicke, ringförmige Endplatte 10 verschlossen, die in der Mitte eine mit Gewinde versehene Ausflußöffnung aufweist Am Umfang der Platte 10 ist, beispielsweise durch Schweißen, ein Ring 12 aus dünnem Blech befestigt, der mittels eines Falzes oder einer Umbördelung 14 mit dem Rande des Filtergehäuses 6 aus dünnem Blech verbunden ist Der Blechring 12 ist dabei so ausgebildet, daß er einen rechtwinkeligen U-förmigen Querschnitt besitzt, in welchem eine Ringdichtung 15 aus elastomerem Material in der Nähe des Umfangs der Platte 10 sitzt Dadurch ist die Abdichtung des aufgeschraubten Gehäuses mit der Montagefläche 2 gewährleistet In der PIaUe 10 sind um die mittlere Auslaßöffnung 11 eine Vielzahl von Einlaßöffnungen 16 angebracht. Die Auslaßöffnung 11 ist als sich nach innen erstreckender, zum Umfang der Platte und damit des Gehäuses koaxialer Stutzen 17 mit Innengewinde ausgebildet

Um den Stutzen 17 der Platte 10 ist ein gleichzeitig als Rückschlagventil wirkendes, ringförmiges Dichtelement 20 aus synthetischem Kautschuk oder aus Kunststoff (F i g. 6 und 7) angeordnet, das als ringförmige Scheibe mit einem integralen sich nach außen erstreckenden und federnden Flansch 21 ausgebildet ist. Der Flansch liegt im Normalfall über den Einlaßöffnungen 16 in der Platte tO und dichtet diese als Rückschlagventil ab. Die Scheibe 20 weist am inneren Umfang eine Ausbildung 22 auf, die mit dem Stutzen 17 der Platte 10 gleitend abdichtet. Die Scheibe besitzt zwischen dem Innenumfang 22 und dem Flansch 21 eine Fläche 23, die an der Innenfläche der Platte 10 anliegt. Das Dichtungselement 20 besitzt ferner einen Hals oder Stutzen 24, der sich koaxial der Fläche 23 gegenüber erstreckt. Durch diesen Hals oder Stutzen wird der bewegliche Teil eines Entlastungsventil gebildet, dessen fester Sitz durch einen inneren Ringteil des Stützrohrs 30 gebildet wird, dessen Ende in ein Ende des Filterelementes 7 hineinragt.

Der Stutzen 24 ist nach Fig.6 und 7 mit einer Vieizahi von sich verjüngenden Einkerbungen 25 in seiner Innenfläche versehen, die sich parallel zur Achse des Dichtungselementes 20 erstrecken und zwar nimmt die Tiefe der Einkerbungen zur Verbindung des Halses mit dem Mittelteil der Dichtungsteilscheibe hin ab. Diese Enden der Kerben 25 können mit einer ringförmigen Rille 26 in Verbindung stehen, die an der Innenfläche des Stutzens in der Nähe seiner Verbindung mit der Ausbildung am Innenumfang 22 ausgebildet ist.

Das Stützrohr 30 nach Fig.3 bis 5 besteht vorzugsweise aus Kunststoffmaterial und ist allgemein röhrenförmig mit einer solchen Abmessung ausgebildet, daß sich ein Preßsitz in dem ringförmigen Filterelement ergibt Das in das Element hineinragende Ende des Stützrohrs ist mit einem integralen Boden oder Enddeckel 31 ausgebildet, der mit Durchtrittsöffnungen 32 für das Filtrat versehen ist und einen nach unten stehenden Mittelstift 33 aufweist Am entgegengesetzten Ende ist das Stützrohr mit Zinnen oder Kronenteilen 34 mit dazwischenliegenden Öffnungen 34 ausgebildet, die in die ringförmige Aussparung 35 des Dichtungselement. :s 20 um den Stutzen 24 herum eingreifen.

Der in das Filterelement 7 passende Teil des Stützrohres 30 enthält an seiner Oberfläche eine Vielzahl von sich in Längsrichtung und in Umfangsrichtung erstreckenden Rillen 36 bzw. 37, damit das gefilterte öl in den Zwischenräumen in Längsrichtung

zum Bodenteil des Stützrohres und den Durchtrittsöffnungen 32 hin fließen kann.

Das Stützrohr 30 weist weiterhin einen sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden Flansch 38 auf, der an einem Ende 7 a des Filterelementes in der Nähe des inneren Umfangs anliegt und eine Abdichtung gewährleistet Die der Platte 10 zugewendete Oberfläche des äußeren Flansches 38 ist mit einer Vielzahl von Vorsprüngen oder Nocken 39 versehen, die im Abstand voneinander längs des Umfangs angeordnet sind, damit der von dem eindrückenden öl zum äußeren Flansch 38 des Stützrohrs hin ausgelenkte Umfangsflansch 21 des Dichtungselementes 20 nicht mit dem Flansch 38 zusammen das öl am Durchfließen von der Außenseite des Filterelementes 7 zu den Zinnungen des Stützrohres 30 hindert.

Auf der gegenüberliegenden Seite des Filterelementes ist eine Endkappe 40 vorgesehen, die in der Mitte eine kreisförmige Vertiefung 42 besitzt. Diese Vertiefung paßt in die Mittelöffnung des Filterelementes 7 im Preßsitz. Die Endkappe 40 stützt sich durch ihre Federarme 41 gegen den Boden des Gehäuses ab und bildet so eine Abdichtung des entsprechenden Endes des Filterelementes. Es könnte jedoch auch eine Schraubenfeder verwendet werden, deren eines Ende sich in der Zentralvertiefung 42 der Endkappe 40 abstützt und deren anderes Ende am Boden des becherförmigen Filtergehäuses 6 anliegt

In der Mitte der Vertiefung 42 der Endkappe 40 befindet sich eine öffnung, in der der nach unten wegstehende Stift 33 am Boden des Stützrohrs 30 eingepreßt oder eingeschnappt ist, so daß die Endkappe und der Flansch 38 des Stützrohres 30 in Dichtverbindung mit dem gegenüberliegenden Ende 7a des Filterelementes 7 gehalten sind. Es könnte alternativ die Endkappe 40 mit einem sich axial erstreckenden Stift ausgebildet werden, der in einer entsprechenden öffnung im Boden 31 des Stützrohrs eingeschnappt ist. Im Gebrauch wird der Umfangsflansch 21 des Dichtelementes 20 durch das unter Druck stehende öl so ausgelenkt, daß die öffnungen 16 der Platte 10 freigegeben werden. Das öl durchfließt die Wände des Filterelementes 7 und kommt durch die Rillen 36 und 37 des Stützrohrs 30 zu den in dem Boden gelegenen öffnungen 32. Von dort fließt das öl durch das Stützrohr zu der in der Mitte der Platte 10 gelegenen Auslaßöffnung 11. Wenn der Öldruck im ölauslaßkanal 5 des Motors absinkt, legt sich der Flansch 21 auf die Platte 10 auf und verhindert, daß das öl auf der Einlaßseite des Filterelementes 7 wieder in den Kanal 5 zurückfließt.

Der in das Element 7 hineinragende Teil des Stützrohres 30 verhindert ein Zurückfließen des gesamten Öls im Falle der »Überkopf«-Montage dei Flüssigkeitsfiltereinheit beim stillstehendem Motor. Da! Stützrohr dient also als eine Art Rückflußsperre. Wenr die Poren des Filterelementes 7 sich zusetzen oder wenr der Druckabfall in dem Filterelement beispielsweise durch zu kaltes und steifes Öl einen unerwünschter hohen Wert erreicht, so wird der Stutzen 24 des Dichtungsteils 20 aus der in F i g. 1 gezeigten Eingriffsla-

ίο ge mit dem ringförmigen Auflager 30a des Stützrohres 30 ausgelenkt und das öl kann direkt von der Einlaßöffnungen 16 zur Auslaßöffnung 11 durch die Zwischenräume 34a zwischen den Zinnungen 34 am Ende des Stützrohrs 30 fließen. Die Vorsprünge odei Noppen 39 am Umfang des radialen Flansches 38 des Stützrohrs 30 verhindern, daß der ausgelenkte Flansch 21 sich auf den Flansch 38 dichtend auflegt um ermöglichen so einen direkten Durchfluß des Öls. Du Ringrille 25 (Fig.7) erleichtert das Auslenken de; Stutzens 24.

Wenn erforderlich, kann die Abdichtung des Flan sches 38 und der Endkappe 40 mit dem Filterelemen durch aufgebrachte Dichtstoffe verbessert werden.
In F i g. 8 ist eine alternative Ausführung dargestellt Das hier verwendete Kunststoffrohr 70 ist an dei Außenfläche mit einer wendeiförmigen Rille 71 versehen, die den freien Durchfluß des filtrierten öh von dem Filterelement 7 zu den Durchtrittsöffnungen 71 ermöglicht. Der Boden 72 des Stützrohrs 70 ist mit einei weiteren Zentralöffnung versehen. Die Mittelöffnunf des Filterelementes 7 ist an ihrem unteren Ende durcr die zentrale Vertiefung 74 einer Endkappe Ii abgeschlossen, die durch eine sich gegen den Boden de; Filtergehäuses 6 abstützende Schraubenfeder 76 geger das Filterelement gepreßt ist.

Zwischen die Endkappe 75 und das Filterelement i kann beispielsweise ein Dichtring 77 eingelegt werden Die Endkappe 75 besitzt einen sich axial erstreckender Stift 78, der in die Mittelöffnung des Bodens 72 de; Stützrohrs 70 eingeschnappt oder eingepreßt ist Dadurch wird die Endkappe 75 und das Stützrohr 7( zusammen mit dem Filterelement 7 als ein Vormontage teil vor dem Einsetzen in das Filtergehäuse 6 gehalten.

Das Stützrohr 70 weist an seinem anderen Endt wiederum Zinnungen 79 mit Zwischenräumen 79a unc einen sich radial erstreckenden Flansch 80 auf, dei ähnlich wie beim Stützrohr 30 nach F i g. 1 bis 5 air Rande angebrachte Vorsprünge oder Noppen 81 besitzt Der weitere Aufbau, insbesondere der Einbau ir das Gehäuse 6 unterscheidet sich nicht von dei Flüssigkeitsfiltereinheit nach F i g. 1.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsfiltereinheit mit einem in einem becherförmigen Gehäuse angeordneten ringförmigen Filterelement bestehend aus einem um ein mittleres mit Filtratdurchtrittsöffnungen versehenes Stützrohr angeordneten und einem dieses umgebenden Filterteil aus gefaltetem Filtermaterial, mit einem den Durchgang des Filterelementes an einer Stirnseite abdichtenden radialen Flansch, der das Filterelement an dieser Stirnseite mit einem ringförmigen, elastomeren, federnden Dichtelement verbindet, und das becherförmige Gehäuse durch eine Endplatte verschlossen ist, die eine zentrale, von einem nach innen gerichteten Gewindestutzen gebildete Auslaßöffnung und mehrere diese konzentrisch umgebende Einlaßöffnungen aufweist, wobei das elastomere Dichtelement um den Gewindestutzen formschlüssig angepaßt ist und mit einem weiteren radialen Flansch die Einlaßöffnungen federnd überdeckt und verschließt, und sich mit einem rohrförmigen, zum Stützrohr koaxialen Hals in den Filterteil erstreckt, um dort Beipaßöffnungen federnd zu überdecken und abzudichten und sich das Filterelement am Gehäuseboden durch eine federnde Endkappe abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (30, 70) aus Kunststoff besteht, becherförmige Gestalt aufweist, an der Außenwand mit Fließrillen (36,37; 71) für die gefilterte Flüssigkeit versehen ist, die mit den Filtratdurchtrittsöffnungen (32; 73) im Boden (31; 72) des Stützrohres (30, 70) in Fließverbindung stehen, und der Flansch (38; 80) derart mit dem Stützrohr (30; 70) integriert ist, daß dieses über ihn hinausragt und im überragenden Teil Ausnehmungen (34, 54, 79) aufweist, die zwischen sich die Beipaßöffnungen (34a; 79a; bilden, und daß der Boden (31; 72) des Stützrohres (30, 70) und die Endkappe (40; 75) mit zusammenwirkenden Schnappteilen (33; 78) versehen sind.

2. Flüssigkeitsfiltereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Stützrohres (30) einander schneidende Längs- und Umfangsfließrillen (36,37) für die gefilterte Flüssigkeit aufweist.

3. Flüssigkeitsfiltereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (7) aus gefaltetem Blattfiltermaterial gebildet ist, daß die Falten in Sternform angeordnet sind und daß die Faltenenden getrennt von den benachbarten Falten einzeln abgedichtet sind.

4. Flüssigkeitsfiltereinheit nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Flansch (38, 52, 80) des Stützrohres (30, 50, 70) Abstandsnasen (39,55,81) vorgesehen sind.

5. Flüssigkeitsfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Flansch (52) des Stützrohres einen integralen Umfangsrand (53) aufweist, und daß das andere Ende des Elementes (7) durch eine Endplatte (59) abgedichtet ist, die einen integralen Umfangsrand (61) aufweist, wobei die Umfangsränder jeweils um Abschnitte des Umfangs der gegenüberliegenden Enden des Elementes (7) passen.

6. Flüssigkeitsfiltereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (30) mit einem mit Durchbrüchen (32) versehenem Boden (31) ausgebildet ist, aus dem ein Stift (33) axial hervorsteht, und daß der Stift mit Preßsitz in einer öffnung einer das andere Ende des Filterelementes (7) abdichtenden Stirnplatte (40) befestigt ist