DE19508650A1 - Filteranordnung - Google Patents

Description

Eine bekannte Ausführung einer Filteranordnung zum Filtern von Öl in einem Kraftfahrzeug umfaßt ein Filtergehäuse mit einer Öffnung, die im allgemeinen über dem Hauptteil des Ge­ häuses angeordnet ist. Ein Filterelement ist in das Gehäuse eingepaßt, das mittels eines Deckels verschlossen ist, der die Öffnung abdichtet. Zu filterndes Öl wird durch eine oder mehrere Einlaßöffnungen zugeführt, die in einem unteren Teil des Gehäuses und unterhalb des Filterelements angeordnet sind. Nach der Filtrierung verläßt sauberes Öl das Filterge­ häuse durch eine Auslaßöffnung, die ebenso in einem unteren Teil des Filtergehäuses und unterhalb des Filterelements angeordnet ist.

Im allgemeinen umfassen derartige Ausführungen von Filteran­ ordnungen eine Abflußöffnung, um für den Austausch des Fil­ terelements Öl von der Anordnung abzulassen. Es ist bekannt, mit einem Ventil die Abflußöffnung zu verdecken, welches beim Entfernen des Filterelements vom Gehäuse geöffnet wird.

Eine weitere bekannte Ausführung einer Filteranordnung weist einen integrierten Ölkühler zur Kühlung des einfließenden Öls vor der Filtrierung auf.

Mit der vorliegenden Erfindung wird versucht, eine verbesser­ te Filteranordnung zu schaffen.

Nach einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Filteranordnung vorgesehen mit einem Filtergehäuse, das eine Abflußöffnung und eine erste mit einem Gewinde versehene Ein­ griffsfläche aufweist, und einem Abschlußdeckel, der eine zweite mit einem Gewinde versehene Eingriffsfläche aufweist, welche mit der ersten mit einem Gewinde versehenen Eingriffs­ fläche in Eingriff treten kann, um den Abschlußdeckel am Fil­ tergehäuse zu verankern, sowie einen einstückig mit dem Ab­ schlußdeckel ausgebildeten verlängerten Zapfen, wobei sich der Zapfen, wenn der Abschlußdeckel auf dem Filtergehäuse verankert ist, wenigstens zum Teil in die Abflußöffnung hin­ ein erstreckt, um die Abflußöffnung zu verschließen.

Die Konstruktion von Abschlußdeckel und Zapfen sorgt für eine verläßliche Abdichtung der Ölfilterkammer und eine ge­ eignete und automatische Ölableitung beim Lösen des Abschluß­ deckels.

Vorzugsweise ist der Zapfen in der Lage, wenigstens zum Teil in die Abflußöffnung hineinzugleiten. Auf diese Weise wirkt das Ende des Zapfens als ein Ventil, wodurch die Notwendig­ keit eines gesonderten Ventils für die Abflußöffnung ent­ fällt.

In der bevorzugten Ausführungsform ist ein Filterelement vor­ gesehen, das ein Filtermedium und ein Haltemittel umfaßt, um das Filtermedium innerhalb des Filtergehäuses zu halten.

Vorteilhafterweise kann eine zweite Abflußöffnung vorgesehen sein, die eine Öffnung in dem Filtergehäuse umfaßt, wobei das Haltemittel dazu dient, die zweite Abflußöffnung zu ver­ schließen, wenn das Filterelement in das Filtergehäuse einge­ setzt ist. Die zweite Abflußöffnung kann vorgesehen sein, um Öl aus Teilen des Filtergehäuses abzuleiten, das nicht durch die erste Abflußöffnung abgeleitet werden kann. Das Haltemit­ tel des Filterelements kann als Ventil für die zweite Abfluß­ öffnung wirken, wodurch die Notwendigkeit für ein separates Ventilelement für diese Abflußöffnung entfällt.

Vorzugsweise umfaßt das Haltemittel ein zentrales Halterohr, das dazu dient, das Filtermedium zu halten und die zweite Abflußöffnung zu verschließen. In Abhängigkeit von der Kon­ struktion und der Anordnung der zweiten Abflußöffnung ist es möglich ein herkömmliches Halterohr zu verwenden, wodurch die Notwendigkeit für jegliche neue oder modifizierte Kompo­ nenten entfällt.

Alternativ umfaßt das Haltemittel eine Trägerscheibe, die dazu dient, das Filtermedium zu tragen und die zweite Ab­ flußöffnung zu verschließen. Wenn ein dünnes Filterhalterohr verwendet wird, kann eine derartige Scheibe auch nützlich sein, um das Filtermedium zu halten.

Vorzugsweise dient das Haltemittel dazu, das Filterelement an dem Abschlußdeckel zu verankern. Auf diese Weise wird, wenn der Abschlußdeckel von dem Filtergehäuse entfernt wird, das Filterelement gleichzeitig entfernt. Des weiteren kann der Abschlußdeckel sowohl als ein Halter für das Filterele­ ment als auch als Schale verwendet werden, um von dem alten Filterelement tropfendes Öl aufzunehmen.

Der Abschlußdeckel kann eine Haltewand umfassen, wobei das Haltemittel dazu dient, das Filterelement an der Haltewand mit einem Paßsitz zu verankern. Es wurde herausgefunden, daß eine derartige Anordnung eine geeignete Befestigung des Fil­ terelements an dem Abschlußdeckel schaffen kann, ohne daß ir­ gendwelche anderen Verbindungselemente benötigt werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Filteranordnung vorgesehen mit einem Filtergehäuse, das eine Abflußöffnung umfaßt, einem Abschlußdeckel, der an dem Filtergehäuse verankerbar ist, und einem Filterelement mit einem ringförmigen Filtermedium, das um ein ringförmiges Haltemittel innerhalb des Filtergehäuses angeordnet ist und von diesem getragen wird, wobei das Haltemittel so an der Auslaßöffnung anliegt, daß es die Abflußöffnung verschließt, wenn das Filterelement in das Filtergehäuse eingesetzt wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine kombinierte Ölfilter- und Kühleranordnung vorgese­ hen mit einer Filteranordnung wie hier beschrieben.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht im Querschnitt einer Aus­ führungsform einer Filteranordnung; und

Fig. 2 eine Seitenansicht im Querschnitt in einer der Fig. 1 entgegengesetzten Blickrichtung eines Teils der Ölfilteranordnung.

Nach Fig. 1 umfaßt die gezeigte Ausführungsform einer Fil­ teranordnung zum Filtern von Öl in einem Fahrzeugmotor einen Ölfilter 10 und einen Ölkühler 12 innerhalb desselben Gußge­ häuses 14. Das Gehäuse 14 ist aus Metall, in dieser Ausfüh­ rungsform aus Aluminium, gefertigt.

Die Anordnung umfaßt einen Öleinlaß, um Öl von dem Fahrzeug­ motor aufzunehmen, und eine Mehrzahl von Auslässen, die ei­ nen Hauptauslaß 18 umfassen, durch den gekühltes und gefil­ tertes Öl die Filteranordnung verläßt und wieder in den Öl­ kreislauf des Fahrzeugs zurückkehrt.

Das Gehäuse 14 dieser Ausführungsform ist so konstruiert, daß es in einem Fahrzeug ungefähr in der gezeigten Orien­ tierung angeordnet ist, das heißt, mit dem Filter 10 ober­ halb des Öleinlasses und -auslasses 18 und, in dem gezeigten Beispiel, oberhalb des Kühlers 12.

Der Ölkühler 12 weist eine bekannte Bauart auf und umfaßt ein Kühlerelement 20 von annähernd rechteckiger kubischer Form mit einer Vielzahl im wesentlichen paralleler Rippen 22, innerhalb denen Kühlflüssigkeit fließt, und um die herum heißes Öl zugeführt wird, um dieses zu kühlen. Das Kühlerele­ ment 20 umfaßt eine Einlaßleitung 24, die mit einem Vertei­ lerkopf bekannter Form gekoppelt ist, der an einem Ende der Rippen 22 angeordnet ist, um den Rippen 22 Kühlflüssigkeit zuzuführen. Eine Auslaßleitung 26 (Fig. 2) ähnlich zu der Einlaßleitung 24 ist an dem entgegengesetzten Ende der Rip­ pen 22 angeordnet und sammelt Kühlflüssigkeit von den Rippen 22, um diese aus der Filteranordnung abzuführen.

Typischerweise ist die Kühlflüssigkeit Wasser.

An dem Einlaßende des Kühlerelements 20 umfaßt das Kühlerge­ häuse ein Öleinlaßöffnung (nicht gezeigt), um heißes Öl von dem Motor aufzunehmen. Eine Ölauslaßöffnung (nicht gezeigt) ist an dem Auslaßende des Kühlerelements angeordnet und steht direkt mit der Kammer 28 des Ölfilters 10 in Verbin­ dung, so daß im Betrieb gekühltes Öl zum Filter 10 zur Filtrierung geleitet wird.

Das Filter 10 umfaßt ein Filtergehäuse 30, das als ein Teil des Gehäuses 14 der Anordnung ausgebildet ist. Das Filterge­ häuse 30 ist annähernd zylindrisch und im wesentlichen kreis­ förmig, wenn es entlang seiner Achse 32 betrachtet wird. Eine mit einem Gewinde versehene innere, ringförmige Oberflä­ che 34 ist am offenen Ende des Filtergehäuses 30 vorgesehen und steht mit einer komplementären, mit einem Gewinde ver­ sehenen äußeren Oberfläche 34 eines Abschlußdeckels 40 in Eingriff.

Der Abschlußdeckel 40 ist auch aus Metall gefertigt, vorzugs­ weise Aluminium oder alternativ aus einem Polymermaterial, vorzugsweise Nylon. Er umfaßt eine ringförmige Nut nahe sei­ ner mit einem Gewinde versehenen Oberfläche 36, um eine O-Ring-Dichtung 42 und eine ringförmige Rippe 44 aufzuneh­ men, um das Ausmaß zu begrenzen, um welches der Abschluß­ deckel 40 auf dem Filtergehäuse 30 festgezogen werden kann. Die äußere Oberfläche des Abschlußdeckels kann abgesetzt oder andersartig geformt sein, um ein Festziehwerkzeug aufzunehmen.

Ein verlängerter Zapfen 46, der im wesentlichen einen zylin­ drischen axialen Querschnitt aufweist, ist mit dem Abschluß­ deckel 40 einstückig ausgebildet und erstreckt sich von der Mitte davon über die mit einem Gewinde versehene Oberfläche 36 hinaus. Das freie Ende 48 des Zapfens 46 ist geringfügig kleiner im axialen Querschnittsdurchmesser als der Rest da­ von und weist eine sich verjüngende Spitze 50 auf, um das Einpassen des Abschlußdeckels 40 in das Filtergehäuse 30 zu vereinfachen. In der Nähe seiner Spitze 50 umfaßt der Zapfen 46 eine ringförmige Nut, die eine O-Ring-Dichtung 52 auf­ nimmt.

Ein im wesentlichen kreisringförmiger Halter 54 ist in dem Abschlußdeckel 40 im wesentlichen koaxial mit dem Zapfen 46 vorgesehen. Der Halter 54 umfaßt einen Teil mit reduziertem Außendurchmesser, der auf dem Halter 54 eine Schulter 56 aus­ bildet, gegen die ein Filterelement 16 stößt. Der Teil mit reduziertem Außendurchmesser ist an seinem freien Ende abge­ schrägt, um das Einpassen des Filterelements 16 auf dem Hal­ ter 54 zu vereinfachen.

Das Filtergehäuse 30 umfaßt eine erste Abflußöffnung 60, die an einem unteren Ende einer rohrförmigen Wand 62 angeordnet ist, die sich in die Filterkammer 28 hinein erstreckt und mit dem Fahrzeugölkreislauf gekoppelt ist. Wenn der Abschluß­ deckel 40 auf das Filtergehäuse 30 aufgesetzt wird, sitzt das freie Ende 48 des Zapfens 46 innerhalb der ersten Abfluß­ öffnung 60, so daß diese verschlossen wird. Die O-Ring-Dich­ tung 52 verhindert jede Undichtigkeit zwischen dem Zapfen 46 und den Wänden der Abflußöffnung 60.

Das untere Ende der rohrförmigen Wand 62 umfaßt zwei Stufen, eine erste obere Stufe 64 benachbart zur rohrförmigen Wand 62 und eine zweite untere Stufe 66 mit einem größeren Außen­ durchmesser als der Außendurchmesser der oberen Stufe 64. Die untere Stufe 66 erstreckt sich bis zur unteren Begren­ zungswand des Filtergehäuses 30.

Eine sekundäre Abflußöffnung 68 (Fig. 2) erstreckt sich durch die untere Stufe 66 zu einer Öffnung an der Schulter der unteren Stufe 66, welche die oberen und unteren Stufen 64, 66 verbindet. Die sekundäre Abflußöffnung 68 ist mit einem Ölauslaß 70 gekoppelt, der mit dem Fahrzeugölkreislauf in Verbindung steht.

Das Filterelement 16 besteht aus einem gefalteten Filterpa­ pier bekannter Art. Die Falten erstrecken sich in der Längs­ richtung des Filterelements 16. Jede Falte besitzt eine Falt­ kante, die an einem zentralen Halterohr 72 angebracht ist, und eine entgegengesetzte Faltkante, die einen Teil des radialen Außenumfangs des Filterelements 16 bildet.

In der bevorzugten Ausführungsform besitzt das zentrale Hal­ terohr 72 eine Dicke, die im wesentlichen gleich ist wie die Breite der Schulter der unteren Stufe 66, und einen Innen­ durchmesser, der im wesentlichen gleich ist wie der Außen­ durchmesser der oberen Stufe 64. Auf diese Weise wird das zentrale Halterohr 72 durch die obere Stufe 64 getragen und bedeckt die Schulter der unteren Stufe 66, wodurch auch die sekundäre Abflußöffnung 68 abgedeckt wird.

In einer anderen Ausführungsform weist das zentrale Halte­ rohr des Filterelements 16 eine geringere Dicke als das in Fig. 1 gezeigte Rohr auf. Eine in Fig. 1 in gestrichelter Ausführung gezeigte Trägerscheibe 74 ist mit dem Halterohr verbunden und erstreckt sich zum radial äußeren Umfang des Filterelements 16. Auf der Trägerscheibe 74 ist eine Lippe ausgebildet, die sich über das Ende des Filterpapiers er­ streckt. In dieser Ausführungsform versperren das zentrale Halterohr und die Trägerscheibe zusammen die sekundäre Ab­ flußöffnung 68.

In beiden oberen Ausführungsformen weist das zentrale Halte­ rohr 72 eine Vielzahl von Öffnungen 78 auf, die in dessen Längsrichtung verteilt angeordnet sind.

Der Innendurchmesser des zentralen Halterohrs 72 bildet mit dem Abschnitt mit reduziertem Durchmesser des Halters 54 einen Paßsitz.

Wie ersichtlich wird während des normalen Betriebes heißes Öl von dem Motor durch den Kühler 12 gekühlt, bevor es zu dem Filter 10 fließt. Gekühltes Öl fließt von dem Kühler 12 durch eine Leitung (nicht gezeigt), die in der unteren Wand des Filtergehäuses 30 mündet, so daß es in den Raum zwischen der zylindrischen Wand des Filtergehäuses 30 und dem Filter­ element 16 gelangt. Das Öl wird dann durch den vom Fahrzeug­ ölkreislauf erzeugten Druck durch ein Filterpapier gefiltert und durch die Öffnungen 78 in das zentrale Halterohr 72 ge­ leitet. Vom Inneren des Halterohres 72 fließt das Öl in die rohrförmige Wand 62 des Filtergehäuses 30 hinein und zu dem Hauptauslaß 18, um sich wieder mit dem Fahrzeugölkreislauf zu vereinigen.

Während des normalen Betriebes versperrt der Zapfen 46 die erste Abflußöffnung 60, während das zentrale Halterohr 72, und gegebenenfalls die Trägerscheibe 74, die zweite Abfluß­ öffnung 68 versperren.

Ist ein Wechsel des Ölfilters 16 gewünscht, wird der Ab­ schlußdeckel 40 losgeschraubt, erforderlichenfalls mit Hilfe eines Werkzeugs, so daß der Abschlußdeckel 40 allmählich aus dem Filtergehäuse 30 herausgezogen wird. Während dies ge­ schieht, wird das Filterelement 16 von dem Abschlußdeckel 40 gehalten, wodurch allmählich die zweite Abflußöffnung 68 freigegeben wird, damit das Öl, das sich noch innerhalb des Ölfilters 10 befindet, abfließen kann.

Beim weiteren Losschrauben des Abschlußdeckels 40 wird das Ende des Zapfens 46 aus der ersten Abflußöffnung 60 gezogen, wodurch diese Abflußöffnung geöffnet wird, um Öl, das inner­ halb des von der rohrförmigen Wand 62 umschlossenen Bereichs verblieben ist, abzuleiten.

Die relative zeitliche Abstimmung des Öffnens der zwei Ab­ flußöffnungen 60, 68 kann über die Länge des Zapfens 46 ein­ gestellt werden, insbesondere durch Einstellen des Ausmaßes, um welches sich der Zapfen 46 in die erste Abflußöffnung 60 hinein erstreckt.

Daher erfolgt der Abfluß von Öl aus dem Ölfiltergehäuse 30 automatisch. Weil des weiteren das Filterelement 16 auf dem Abschlußdeckel 40 infolge des Paßsitzes des zentralen Halte­ rohrs 72 auf dem ringförmigen Halter 54 gehalten wird, ist es nicht notwendig, den schmutzigen Ölfilter selbst handzuha­ ben. Beim Lösen des Abschlußdeckels 40 von dem Filtergehäuse 30 kann der Abschlußdeckel umgedreht werden, so daß er als geeigneter Filterhalter und als Schale zum Aufnehmen von vom Filterelement 16 tropfendem Öl wirkt. Das Filterelement 16 kann dann beseitigt und ein neues Filterelement 16 an dem ringförmigen Halter 54 befestigt werden, bevor der Abschluß­ deckel 40 erneut auf das Filtergehäuse 30 aufgesetzt wird.

Wie aus obigen Ausführungen ersichtlich, wirken der Zapfen 46 und das zentrale Halterohr 72 oder die Kombination des Halterohres 72 und der Trägerscheibe 74 als Ventile für die Abflußöffnungen 60, 68. Infolgedessen sind keine separaten Ventileinheiten erforderlich.

In manchen Ausführungsformen kann die Trägerscheibe 74 selbst die zweite Auslaßöffnung 68 versperren, zum Beispiel in den Fällen, wo ein sehr dünnes zentrales Halterohr 72 ver­ wendet wird.

Claims (10)

1. Eine Filteranordnung mit einem Filtergehäuse (30), das eine Abflußöffnung (60) und eine erste mit einem Gewinde versehene Eingriffsfläche (34) aufweist, und einem Ab­ schlußdeckel (40), der eine zweite mit einem Gewinde versehene Eingriffsfläche (36) aufweist, die mit der er­ sten mit einem Gewinde versehenen Eingriffsfläche in Ein­ griff treten kann, um den Abschlußdeckel an dem Filter­ gehäuse zu verankern, sowie einen verlängerten Zapfen (46), der einstückig mit dem Abschlußdeckel ausgebildet ist, wobei sich der Zapfen, wenn der Abschlußdeckel an dem Filtergehäuse verankert ist, wenigstens zum Teil in die Abflußöffnung hinein erstreckt, so daß die Abflußöff­ nung verschlossen wird.

2. Eine Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (46) in die Abflußöffnung (60) hinein­ schiebbar ist.

3. Eine Filteranordnung nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Filterelement (16), das ein Filtermedium und ein Halte­ mittel (72) umfaßt, das das Filtermedium innerhalb des Filtergehäuses (30) hält.

4. Eine Filteranordnung nach Anspruch 3 mit einer zweiten Abflußöffnung (68), die eine Öffnung in dem Filterge­ häuse (30) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel (72) dazu dient, die zweite Abfluß­ öffnung zu verschließen, wenn das Filterelement (16) in das Filtergehäuse eingesetzt wird.

5. Eine Filteranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel ein zentrales Halterohr (72) umfaßt, das dazu dient, das Filtermedium zu halten und die zwei­ te Abflußöffnung (68) zu verschließen.

6. Eine Filteranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel eine Trägerscheibe (74) umfaßt, die dazu dient, das Filtermedium zu tragen und die zweite Abflußöffnung (68) zu verschließen.

7. Eine Filteranordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel (72) dazu dient, das Filterelement (16) an dem Abschlußdeckel (40) zu verankern.

8. Eine Filteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschlußdeckel (40) eine Haltewand (54) umfaßt, wobei das Haltemittel (72) dazu dient, das Filterelement an der Haltewand mit einem Paßsitz zu verankern.

9. Eine Filteranordnung mit einem Filtergehäuse (30), das eine Abflußöffnung (68) umfaßt, einem Abschlußdeckel (40), der an dem Filtergehäuse verankerbar ist, und ei­ nem Filterelement (16) mit einem ringförmigen Filter­ medium, das um ein ringförmiges Haltemittel (72) inner­ halb des Filtergehäuses angeordnet ist und von diesem gehalten wird, wobei das Haltemittel so an der Abflußöff­ nung anliegt, daß es die Abflußöffnung verschließt, wenn das Filterelement in das Filtergehäuse eingesetzt wird.

10. Eine kombinierte Ölfilter- und Kühleranordnung mit einer Filteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.