DE2347814A1 - FILTER DEVICE, IN PARTICULAR FOR MOTOR OILS OF MOTOR VEHICLES - Google Patents
FILTER DEVICE, IN PARTICULAR FOR MOTOR OILS OF MOTOR VEHICLESInfo
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Description
PATEN rANVALTB J PATEN rANVALTB J
DR. RUDOLF BAUERDR. RUDOLF BAUER
Dipl. Ing. HELMUT HUBBUCH ο O / 7 Q 1 /Dipl. Ing.HELMUT HUBBUCH ο O / 7 Q 1 /
753 PFORZHEIM 2 O 4 / O753 PFORZHEIM 2 O 4 / O
Walter FRANCESCONI
Via Conciliazione 47 - ΜΛΝΤ0ΥΑ - ItalienWalter FRANCESCONI
Via Conciliazione 47 - ΜΛΝΤ0ΥΑ - Italy
FILTERVORRICHTUNG, INSBESONDERE FÜR MOTORBLE VON KRAFTFAHRZEUGENFILTER DEVICE, IN PARTICULAR FOR MOTORBLE OF MOTOR VEHICLES
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Filtervorrichtung, insbesondere für MotorOle von Kraftfahrzeugen oder ahnliche Arten von Flussigkei-The present invention relates to a Filter device, in particular for motor oil from motor vehicles or similar types of liquid
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Bekanntlich bestehen die derzeit in Verwendung befindlichen Filtervorrichtungen gewöhnlich aus einer Filterpatrone aus einer Folie aus porösem, blasbalgartig gefaltetem und ringförmig in sich geschlossenem Material. Durch diese Faltung erreicht man eine grosse FiI-teroberflache und kann dabei trotzdem die Abmessung bzw. den Platzbedarf der Filterpatrone klein halten.As is known, the filter devices currently in use usually consist of a filter cartridge made of a sheet of porous, bellows-like folded and ring-shaped material. A large filter surface is achieved through this folding and can still keep the dimensions or the space requirement of the filter cartridge small.
Ziel der Erfindung ist es, die Oberfläche des Filtermaterials bei gleichbleibendem eingenommenem Gesamtvolumen bedeutend zu vergrössern und auf diese Weise wesentliche Verbesserungen hinsichtlich der Filtrationsleistung und der Betriebsdauer des Filtermaterials bei einfacher Konstruktion und geringen Gestehungskosten zu erzielen.The aim of the invention is to improve the surface of the filter material while maintaining the total volume to increase significantly and in this way make significant improvements in terms of the filtration performance and the service life of the filter material simple construction and low production costs.
Demnach betrifft die Erfindung eine Filtervorrichtung, insbesondere fttr Motoröle von Kraftfahrzeugen oder andere Flüssigkeiten, bestehend aus einem Gehäuse mit Einlass- und Auslassöffnung für die zu filtrierende Flüssigkeit und aus zwischen dem Einlass und Auslass befindlichen Filtermitteln, durch welche unter Betriebsbedingungen die besagte Flüssigkeit hindurchtritt, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Filtermittel aus zwei oder mehreren Filterelementen bestehen, die untereinander im Abstand angeordnet sind, so dass zwischen ihnen ein oder mehrere Zwischenräume entstehen, wobei das erste, stromauf liegende Filterelement ar-Accordingly, the invention relates to a filter device, in particular to motor oils for motor vehicles or other liquids, consisting of a housing with inlet and outlet opening for the to be filtered Liquid and from filter means located between the inlet and outlet, through which under operating conditions said liquid passes through which is characterized in that the filter means consist of two or more filter elements which are arranged at a distance from one another so that one or more gaps are created between them, wherein the first, upstream filter element ar-
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beitsmässig direkt in hydraulischem Kontakt mit dem Einlass der Filtervorrichtung und das letzte, stromab, liegende Filterelement arbeitsmassig in direktem hydraulischen Kontakt mit dem Auslass der Filtervorrichtung steht und dass weiters Bauteile vorgesehen sind, welche eine hydraulische Verbindung zwischen dem einen oder den mehreren Zwischenräumen und dem Einlass unter Betriebsbedingungen aufrecht erhalten.practically directly in hydraulic contact with the inlet the filter device and the last, downstream, filter element working mass in direct hydraulic Is in contact with the outlet of the filter device and that further components are provided which a hydraulic connection between the one or more interstices and the inlet under operating conditions maintained.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung siuad deutlicher der beiliegenden Beschreibung und Zeichnung zu entnehmen, in welcher die Fig. 1 im Aufriss und teilweise im Schnitt die Filtervorrichtung gemSss einer bevorzugten Ausführungsform, in welcher nur zwei Filterelemente in Betracht gezogen sind, zeigt und die Fig. 2 eine Unteransicht derselben Filtervorrichtung ist.Further features and advantages of the invention are shown can be seen more clearly from the accompanying description and drawing, in which Fig. 1 in elevation and partially in section the filter device according to a preferred embodiment, in which only two filter elements and Figure 2 is a bottom view of the same filter device.
Das Sussere Gehäuse besteht aus einer Glocke 11 oder Wanne von allgemein zylindrischer Form, deren oberes Ende durch eine Platte 12 abgeschlossen ist, die Einlassöffnungen 4 zur Kammer 6 für die zu filtrierende Flüssigkeit aufweist, Eine elastische Membrane S ermöglicht den Durchfluss der Flüssigkeit in einer Richtung und halt die Flüssigkeit im Inneren der Glokke, falls der Zufluss aufhört.The outer housing consists of a bell 11 or tub of generally cylindrical shape, the upper end of which is closed by a plate 12, the Has inlet openings 4 to the chamber 6 for the liquid to be filtered, an elastic membrane S. allows the liquid to flow in one direction and keeps the liquid inside the bell, if the influx stops.
Jedes Filterelement besteht aus einer Folie aus porösem Filtermaterial, welche blasbalgförmig gefaltet und ringförmig angeordnet ist, um mit ihren in bezugEach filter element consists of a sheet of porous filter material which is folded in the shape of a bellows and is annularly arranged to be related to their
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auf die Achse der Zylinderform der Wanne radial verlaufenden FaItenflochen einen Stern zu bilden.to form a star on the axis of the cylindrical shape of the tub radially extending folds.
Da die Anzahl der Faltungen der Folie aus porösem Material, welche Faltungen aneinander angenähert sein können, ohne jedoch den Durchfluss der Flüssigkeit zu behindern oder zu sperren, einen bestimmten Wert nicht überschreiten darf, der von der Art des für jeden Innendurchmesser des Filterelementes verwendeten Materials abhängt, folgt, dass der das Filterelement mit grösserem Durchmesser bildende Stern eine grOssere Anzahl von Strahlen und damit eine grössere FilterflÄche besitzt.As the number of folds of the sheet of porous material, which folds must be approximated to each other cannot, however, hinder or block the flow of the liquid, a certain value May exceed that of the type of for each inside diameter The material used depends on the filter element, it follows that the filter element with larger diameter stars form a greater number of rays and thus has a larger filter surface.
Die sternförmigen Filterelemente werden von zwei entsprechend geformten Tellern 9 und 10 in ihrer Lage gehalten.The star-shaped filter elements are held in place by two correspondingly shaped plates 9 and 10 held.
Um es dem Filterelement mit kleinerem Durchmesser zu ermöglichen, seine Filtrierwirkung auszuüben, wird die Einlasskammer 6 für die zu filtrierende Flüssigkeit mit dem mittleren Ringraum 3 über kalibrierte Löcher 13 in Verbindung gesetzt, die polarsytnmetrisch in bezug auf die Achse der Zylinderform der Wanne angeordnet sind. Diese Löcher bewirken auf Grund des Druckabfalles wHhrend des Durchganges der Flüssigkeit zum mittleren Ringraum 3 zwischen den beiden Filter-In order to enable the filter element with a smaller diameter to exert its filtering effect the inlet chamber 6 for the liquid to be filtered with the central annular space 3 over calibrated Holes 13 set in connection, the polar symmetry arranged with respect to the axis of the cylindrical shape of the tub are. These holes act due to the pressure drop during the passage of the liquid to the middle annulus 3 between the two filter
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elementen 1 und 2 einen Unterdruck in bezug auf die Kammer 6.elements 1 and 2 a negative pressure with respect to the chamber 6.
Dieser Unterdruck ermöglicht es, dem Susseren Filterelement 1 seine Filterwirkung an jenem Teil der zu filtrierenden Flüssigkeit auszuüben, der nicht in den mittleren Ringraum eingetreten.ist. Im Mittelraum 3 erfolgt die Vermischung der bereits durch das Filterelement 1 filtrierten Flüssigkeit mit von der Kammer 6 ankommender, noch zu filtrierender Flüssigkeit. Diese Mischung wird durch das Filterelement 2 geführt. Die filtrierte Flüssigkeit kann durch den Auslass 8 aus der Filtervorrichtung austreten.This negative pressure allows the sweet filter element 1 its filtering effect on that part of the exercise liquid to be filtered that has not entered the central annulus. In the middle room 3, the liquid which has already been filtered through the filter element 1 is mixed with the chamber 6 incoming liquid still to be filtered. This mixture is passed through the filter element 2. The filtered liquid can exit the filter device through the outlet 8.
Bei einer erfindungsgemässen Filtervorrichtung mit mehr als zwei Stufen ist der Durchmesser der Löcher 13 der folgenden inneren Stufen jeweils kleiner.In a filter device according to the invention with more than two steps, the diameter of the holes 13 of the following inner steps is smaller in each case.
Tatsächlich wird die Filterflache der inneren Stufen.immer kleiner, so dass der Durchfluss des in jeder Stufe zu filtrierenden Schmiermittels entsprechend geringer werden muss, wobei bei gleichem Druckabfall, auch der Durchmesser des entsprechenden Loches 13 geringer werden muss.In fact, the filter area of the inner stages is getting smaller and smaller, so that the flow of the in lubricant to be filtered must be correspondingly lower at each stage, with the same pressure drop, the diameter of the corresponding hole 13 must also be reduced.
Die Berechnung des Durchmessers der Löcher 13 benötigt mehrer Prüfungen und Messungen.The calculation of the diameter of the holes 13 requires several tests and measurements.
Bei der Durchführung der Prüfungen konnte man 409820/0703 When performing the tests you could 409820/0703
feststellen, dass die Kenngrössen, die den Durchmesser der Löcher 1.3 bei gegebenen Bedingungen zwischen der einen Stufe und der anderen am meisten beeinflussen, die folgenden sind:determine that the parameters that determine the diameter of holes 1.3 under given conditions between one stage and the other have the greatest influence, the following are:
1. die Filterflache,1. the filter area,
2. die Durchflussmenge,2. the flow rate,
3. die Viscositat des zu filtrierenden Schmiermittels,3. the viscosity of the lubricant to be filtered,
4. die Temperatur,4. the temperature,
5. die höhere oder niedrigere Durchlässigkeit des Filterstoffes. 5. the higher or lower permeability of the filter material.
2 Bei einer Filtervorrichtung mit 3550 cm Filter-2 For a filter device with a 3550 cm filter
fläche, bei 16,7 Liter/Min, ölfordermenge, Viscositätsindex SAE 30, 83 + 30C Arbeitstemperatur, und 20 Porendurchmesser des Filterstoffes, hat sich ein zwischen 2 und 2,5 mm liegender optimaler Durchmesser des einzigen vorgesehenen Loches 13 ergeben.surface area, at 16.7 liters / min, oil demand, viscosity index SAE 30, 83 + 3 0 C working temperature, and 20 pore diameter of the filter material, the optimum diameter of the single hole 13 provided is between 2 and 2.5 mm.
In der Folge wird die Funktionsweise der Filtervorrichtung beschrieben.The mode of operation of the filter device is described below.
Die Vorrichtung ist am Anschlussflansch des nicht dargestellten Motors in üblicher Weise befestigt und dadurch in den Schmierkreislauf des Motors eingeschaltet. The device is not on the connection flange of the shown motor attached in the usual way and thereby switched into the lubrication circuit of the engine.
Das zu filtrierende Schmiermittel tritt in das Innere der Filtervorrichtung ein und strömt durch die Löcher 4, hebt die elastische Membrane 5 an, welche dieThe lubricant to be filtered enters the interior of the filter device and flows through the holes 4, lifts the elastic membrane 5, which the
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Funktion eines RBckschlagventiles ausübt, und tritt somit in die Kammer 6 ein.Exercises the function of a check valve, and thus occurs into chamber 6.
Ein Teil des Schmiermittels gelangt sodann in die Ringkammer zwischen der Glocke und dem Susseren Filterelement 1, tritt durch dieses Filterelement hindurch, wobei es einen Teil der mitgeführten Verunreinigungen auf ihm abladt, und fliesst sodann in den mittleren Ringraum 3«Part of the lubricant then enters the annular chamber between the bell and the outer filter element 1, passes through this filter element, causing some of the impurities carried along unloads it, and then flows into the central annulus 3 "
Der andere Teil des Schmiermittels strömt durch die Löcher 13 ebenfalls in den mittleren Ringraum 3, wo folglich eine Vermischung von bereits vom Filterelement 1 filtrierten Schmiermittel mit noch zu filtrierendem, durch die Locher 13 zugeströmtem Schmiermittel stattfindet .The other part of the lubricant flows through the holes 13 also into the central annular space 3, where consequently a mixture of lubricant already filtered by filter element 1 with that still to be filtered, through the holes 13 streamed lubricant takes place.
Die auf diese Weise erhaltene Mischung strömt sodann durch das innere Filterelement 2, hinterlasst auf diesem die eitgeführten Verunreinigungen und kann fiber den Auslass 8 wieder in den Schmierkreislauf des Motors eintreten. The mixture thus obtained then flows through the inner filter element 2, leaves behind the carried impurities on this and can through the outlet 8 re-enter the engine's lubrication circuit.
Obige Ausführungen lassen die Wichtigkeit der Löcher 13 erkennen, welche die Kammer 6 mit dem Ringraum 3 ver-* binden. Die durch diese Löcher 13 geschaffene Durchtrittsflöche bedingt den Wert des Druckes der Flüssigkeit in der· Kammer 3 und folglich den Druckgradienten zwischen stromauf und stromab des Filterelementes 1. Mit der Veränderung dieses Druckgradienten, die durch VeränderungThe above comments indicate the importance of the holes 13 recognize which chamber 6 connects with annular space 3 * tie. The passage areas created by these holes 13 determines the value of the pressure of the liquid in the chamber 3 and consequently the pressure gradient between upstream and downstream of the filter element 1. With the change in this pressure gradient caused by the change
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der durch die Löcher 13 definierten GesamtdurchlassfIH-che erzielt werden kann, variieren auch die Strömungsbedingungen und die Bedingungen der mechanischen Gleichgewichtskräfte des das Filterelement bildenden Materials.the total passage area defined by the holes 13 can be achieved, the flow conditions and the conditions of the mechanical equilibrium forces also vary of the material forming the filter element.
Weiters ist es vermittels der Löcher 13 möglich, optimale Betriebsbedingungen zu erhalten, indem man den Zufluss der Flüssigkeit zu jedem Filterelement derart regelt, dass die Durchflussmenge der Flüssigkeit durch die Filterelemente oder die pro Zeiteinheit und pro Flacheneinheit eines jeden FiIterelementes abgelagerte Verunreinigungsmenge derart sind, dass die wirksame Funktionsdauer der Filterelemente untereinander gleich ist.Furthermore, by means of the holes 13, it is possible to obtain optimal operating conditions by using the Controls the flow of liquid to each filter element in such a way that the flow rate of the liquid through the filter elements or those deposited per unit time and per unit area of each filter element The amount of contamination is such that the effective service life of the filter elements is equal to one another is.
Wenn sich als Folge einer übermHssigen Verstopfung des Filterelemen tes 1 oder 2 ein UbermHssiger Druckunterschied zwischen der Kammer 6 und dem Auslass ergeben sollte, so öffnet sich das Ventil 7, welches den Abfluss der Flüssigkeit ermöglicht, die somit an den Filterelementen 1 und 2 vorbeifliesst, ohne den Schmierkreislauf an der anderen Seite der Filterpatrone zu unterbrechen.If there is an excessive pressure difference as a result of excessive clogging of filter element 1 or 2 should arise between the chamber 6 and the outlet, the valve 7, which opens the drain the liquid, which thus flows past the filter elements 1 and 2, without the lubrication circuit interrupt on the other side of the filter cartridge.
In an sich bekannter Weise kann Ventil 7 vorzugsweise im Bereich des Auslasses 8 angeordnet werden, um zu verhindern, dass wahrend des Vorbeiflusses in den Schmierkreislauf Schmutz, der sich auf den Filterelementen angesammelt hat, eintritt.Valve 7 can preferably be used in a manner known per se be arranged in the area of the outlet 8 in order to prevent that during the flow by in the Lubrication circuit Dirt that has accumulated on the filter elements enters.
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Obige Ausführungen lassen somit erkennen, dass die eingangs gestellten Ziele der Erfindung in wirksamer und technisch und wirtschaftlich vorteilhafter Weise erreicht werden. Insbesondere das Ziel der bedeutenden Vergrösserung der FilterflMche wurde durch eine äusserst vorteilhafte Lösung des technischen Problems erreicht, da bei gleichem Platzbedarf die Summe der Oberflächen der Filterelemente wesentlich grosser ist als die, welche von einem einzelnen Filterelement von der Art, wie sie in den bereits in Verwendung befindlichen Filterelementen verwendet werden, dargeboten wird.The above statements thus show that the objectives of the invention set out at the outset can be achieved more effectively and can be achieved in a technically and economically advantageous manner. In particular, the goal of major expansion the filter surface has been extremely beneficial Solution of the technical problem achieved, since the sum of the surfaces of the filter elements with the same space requirement is much larger than that which is produced by a single filter element of the type shown in the filter elements already in use are used.
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Claims (10)
Kraftfahrzeugen oder andere Flüssigkeiten, bestehend
aus einem Gehäuse mit Einlass- und Auslassöffnung für die zu filtrierende Flüssigkeit und aus zwischen Einlass und Auslass befindlichen Filtermitteln, durch
welche unter Betrxebsbedxngungen die besagte Flüssigkeit hindurchtritt, dadurch gekennzeichnet, dass die
Filtermittel aus zwei oder mehreren Filterelementen bestehen, die untereinander im Abstand angeordnet sind, so dass zwischen ihnen ein oder mehrere Zwischenräume entstehen, wobei das erste, stromauf liegende Filterelement arbeitsmassig direkt in hydraulischem Kontakt mit dem Einlass der Filtervorrichtung und das letzte, stromab liegende Filterelement arbeitsmassig in direktem hydraulischem Kontakt mit dem Auslass der Filtervorrichtung steht und weiters Bauteile vorgesehen sind, welche eine hydraulische Verbindung zwischen dem einen oder den mehreren Zwischenräumen und dem Einlass unter Betrxebsbedxngungen aufrecht erhalten.1. Filter device, especially for engine oils from
Motor vehicles or other liquids, consisting of
from a housing with inlet and outlet openings for the liquid to be filtered and filter means located between the inlet and outlet
which under Betrxebsbedxngungen said liquid passes through, characterized in that the
Filter means consist of two or more filter elements which are arranged at a distance from one another so that one or more gaps are created between them, the first, upstream filter element in terms of work directly in hydraulic contact with the inlet of the filter device and the last, downstream filter element in terms of work is in direct hydraulic contact with the outlet of the filter device and furthermore components are provided which maintain a hydraulic connection between the one or more intermediate spaces and the inlet under operational conditions.
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FR2206114B3 (en) | 1976-08-13 |
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