DE648160C

DE648160C - Mehrstufiges Metallspaltfilter, insbesondere fuer Fahrzeugmotoren

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Publication number: DE648160C
Application number: DEH145827D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1935-12-01
Filing date: 1935-12-01
Publication date: 1937-07-26

Description

Mehrstufiges Metallspaltfilter, insbesondere für Fahrzeugmotoren Es sind Metallspaltfilter mannigfacher Bauart zur Reinigung von Bnennstoff und Schmieröl von Fahrzeugmotoren bekannt, z. B. aus zylindrischen Säulen gestanzter Bleche mit Zwischenblechen zur Erzielung der Spalten bestehend, wobei zur Reinigung durch die Spalten Messer wandern, welche mechanisch angetrieben werden. Auch sind schraubenlinienartig gewundene zylindrische Federn und Bänder bekannt mit Erhöhungen, welche den Abstand sicherstellen. Mechanisch argetriebene, am Umfang gleitende Abstreicher dienen zur Reinigung der angesetzten Schmutzteile. Auch sind auf zylindrische Trommeln aus Bändern gewickelte Spaltfilter bekannt. Alle diese bekannten Filter sind entweder im Aufbau des Filterkörpers zu teuer, wie die lagenweise übereinander angeordneten ausgestanzten Bleche mit Zwischenblechen, oder es sind die Filtersplaten zu weit, wie im Falle der durch Messer gereinigten Spalten, oder es ist der Filterquerschnitt zu klein im Verhältnis zum Rauminhalt des Filters, wie bei den zylindrischen Schraubenfedern. Ein Hauptnachteil ist auch der, daß die mit dem ganzen Schmutz versetzte Flüssigkeit zum Filterkörper gelangt, ohne vorgereinigt zu sein, so daß die Möglichkeit baldiger Verstopfung zu groß ist.
Gegenstand dieser Erfindung ist eine Filtervorrichtung, bei der alle diese Nachteile beseitigt sind. Es wird ein Filter vorgeschlagen, welches Idie Reinigung in mehreren Stufen besorgt, und zwar eine Vorreinigung durch eine. entspnechende Führung des Flüssigkeitsstromes an Flächen und Kanten vorbei, dann ein langsames Aufsteigen zu einem sich selbsttätig reinigenden, viele Richtungsänderungen der Flüssigkeit erzwingenden Grobfilter gewährleistet und dann die gut vorgereinigte Flüssigkeit zu dem an der höchsten Stelle angeordneten Feinfilter gelangen läßt, weiches mit selbsttätiger Entfernung der noch sich an der Untereeite desselben anlegenden Schmutzteile versehen ist. In das Gehäuse ragt von Idem aufgeschraubten D'eckel ein Zylinder nach unten, so daß ein Ringraum zwischen Gehäuse und Zylinderwand entsteht.
In diesen Ringraum tritt von oben durch den Deckel Idie ungerdeinigte Flüssigkeit ein und trifft auf ;eine im Ringraum angeordnete, keilartig nach loben und an beiden Seiten parabelförmig verlaufende Fläche auf, welche den Flüssigkeitsstrom in zwei Teile teilt und die beiden Teile zwingt, in waagerechter Richtung weiterzufließen. Hierbei werden die Wandfläche von Gehäuse und Einsatzzylinder bestrichen und die Strömung durch radiale, am Boden des Gehäuses angeordnete und in den Ringraum hineinragende Rippen verzögert, so daß ein langsames Abströmen um die Stirnseite der Einsatzzylinderwand stattfindet. Dadurch findet eine Vorreinigung in der Weise statt, daß die gröberen Schmutzteile beim Bestreichen der Wandflächen und Kanten sich an diesen absetzen und nach unten in den am Boden des Gehäuses vorgesehenen Absetzraum absinlen.
Die auf diese Weise vorgereinigte Flüssigkeit steigt in dem im Verhältnis zur Einströmöffnung groß bemessenen Einsatzzylinder langsam hoch und gelangt zu dem in der unteren Hälfte des Einsatzzylinders gleitend angeordneten Grobfilter. Dieses besteht aus einer Anzahl sich kegelförmig nach oben erweiternder, mit radialen Schlitzen im Kegel mantel versehener Blechteller, welche in einem durch Zwischenringe sichergestellt Abstand auf die Nabe einer ebenfalls nach oben sich kegelförmig erweiternden Abschlul5-und Fangsehale geschoben und mit dieser verschraubt werden. Das ganze Grobfilter führt sich auf einer Hohlnabe des Gehäuses und wird durch zwei Federn, von denen sich die untere gegen eine Schulter der Hohlnabe, die obere gegen einen an Verlängerungen der Hohlnabe befestigten Ring stützt, schwebend erhalten. Die vorgereinigte Flüssigkeit durchströmt nun die Schlitze der Blechteller, welche so versetzt sind, daß jedem Schlitz eine Wand des darüberliegenden Tellers gegenüberliegt, so daß die Flüssigkeit gezungen ist, möglichst viele Flächen und Kanten zu bestreichen, an welchen weitere Schmutzteile sich absetzen und den Kegelmantel entlang in den Absetzraum gleiten können. Dieses Abgleiten wird noch dadurch begünstigt, daß jede Erschütterung des Filters durch die Schwingungen des Fahrzeuges oder jede. Änderung in den Durchströniverhältnissen das Grobfilter in Schwingungen versetzt und dadurch ein ständiges Abwaschen der Teller erfolgt. Nach dem Durchströmen des obersten Blechtellers gelangt die Flüssigkeit an der Kegelwand der Fangschale vorbei durch den zwischen dieser und der Einsatzzylinderwandgebildeten Ringraum und steigt langsam zu dem in der oberen Hälfte des Einsatzzylinders angeordneten Feinfilter auf. Dieses besteht aus einem um eine Mittelhülse zu einer Scheibe aufgewickelten Metallfolienband, in welches feine Riefen von dreieckigem Querschnitt eingewalzt sind. Dieser scheibenförmige Filterkörper ist in ein mit Nahe und Armen versehenes Gehäuse eingelegt, welches mit gegen die Einsatzzylinderwand abdichtendem Kolbenring versetzen ist und dessen Nabe auf einem mit Bund versehenen Bolzen aufgeschoben und gegen den Bund durch eine Feder angepreßt wird. Der Bolzen ist nach oben hin hohl gebohrt und wird in die Mitte des Deckels von unten ein geschraubt. Die Flüssigkeit muß die Unzahl von Riefen im Feinfilterkörper durchströmen und fließt dann durch in die Mittelbohrung mündende radiale Löcher im Bolzen zu der Abflußöffnung des Deckels in vollkommen gereinigtem Zustand ab. Die beschriebene Anordnung des Gehäuses auf dem Bolzen bildet eine Sicherung gegen Druckerhöhungen im Filtergehäuse infolge eingedickten Öles 0. dgl. Bei Druckerhöhung weicht das Gehäuse nach oben aus, wobei die Nabe Radialbohrungen im Bolzen freilegt, durch welche ohne Passieren des Feinfilters die Flüssigkeit in vorgereinigtem Zustand abfließen kann. Die Riefen sind auf der Zuflußseite weniger tief eingewalzt als auf der Abflußseite, damit kein Einklemmen von Schmutzteilen stattfindet und diese sich auf der Unterseite des Filterkörpers anlegen. In einer weiteren vorgeschlagenen Ausführung besteht der Filterkörper aus einer durch zwei übereinander aufgewickelte Metallfolienbänder gebildeten Scheibe wobei das eine als Distanzband dient. Das Hauptband ist hierbei mit in der Mittellinie ausgestanzten länglichen Rechtecken versehen, fortlaufend in gleichmäßiger Einteilung, während das Distanzband so ausgestanzt ist, daß es als durchlaufender Mittelsteg mit nach oben und unten stehengebliebenen senkrechten Balken erscheint. Es entstehen somit zwischen den Hauptbändem ganz feine Spalten (bis 1/100 mm herab und weniger), durch welche die Flüssigkeit fließen muß und alle in ihr schwebenden Schmutzteile an der unteren Einströmseite zurückläßt. Diese kleinsten Schmutz teile werden nun durch einen beispielsweise rnit zwei Flügeln versehenen Abstreicher, welcher schrittweise in Drehung versetzt wird, entfernt und sinken in die Fangschale und von da in einen zwischen der Hohlnabe und einer Mittelnabe des Filtergehäuses gebildeten Absetzraum hinab. Der Antrieb des Schabers geschieht durch eine in der Mittelnabe mit langer Führung versehene und mittels Konus abgedichtete, nach außen gehende Achse, an deren Ende ein mit bekanntem Zahn- oder Kugelgesperre versehenes Antriebsrad befestigt ist.
Die Erfindung ist in den Abb. I bis 8 dargestellt. Abb. I ist ein Längsdurchschnitt durch das ganze Filter. Abb. 2 zeigt mehrere Teilquerschnitte; die linke obere Hälfte einen Schnitt in der Höhe, die linke untere einen solchen in der Höhe B mit Draufsicht auf einen Blechteller, während die rechte Hälfte den Durchschnitt durch die Antriebscheibe in der Höhe C darstellt. Die Abb. 3 stellt den Anfang des mit Riefen versehenen Metallfolienbandes bein Aufwickeln auf die Mittelhülse dar, wobei links der Querschnitt durch einige Windungen in übertriebener Breite gezeigt wird. Die Abb. 5 stellt einen teilweisen näch der Linie D-E erfolgenden Durchschnitt durch die Blechteller mit Schlitzen dar.
Abb. 6 ist der Grundriß des mit zwei Flügeln versehenen Abstreichers. Abb. 7 ist ein Querschnitt durch den Antriebsmechanismus des Abstreichers im Falle des Antriebes durch Bowdenzug. Abb. 8 zeigt die Seitenansicht des die Ablenkung des Flüssigkeitsstromes besorgenden Vorsprunges im Filtergehäuse.
Im Längsdurchschnitt der Abb. I ist das Gehäuse 1 gezeigt, welches mit dem Deckel 2 durch nicht besonders gezeigte Schrauben verbunden ist. Im Deckel befindet sich die Zuflußöffnung 3, welche zwischen der Gehäusewand und der vom Deckel nach unten in das Gehäuse ragenden Einsatzzylinderwand 4 in das Filtergehäuse mündet. Die Abflußöffnung 5 ist in der Mitte des Dekkels 2, während die Öffnung 6 zum Anschluß an das Druckmanometer dient. Genau unterhalb der Zuflußöffnung 3 befindet-sich als Vorsprung an der Gehäusewand die nach oben keilartig und an den Seiten parahelförmig ausgebildete Fläche 7, welche fast bis zur Zylinderwand 4 herausragt und den Flüssigkeitsstrom rn zwei Teile teilt und beide Teile zwingt, am Umfang der Gehäuse- und Einsatzzylinderwand entlang waagerecht weiterzufließen, wobei er auch an den Radialrippen 8 vorbeistreicht, welche die Strömung bremsen und ein ruhiger Abströmen um die Stirnseite 9 der Einsatzzylinderwand sichern.
Der am Boden des Filtergehäuses vorgesehene Absetzraum 10 dient zur Aufnahme der an den Wänden und Rippen hängengebliebenen und herab sinkenden Metall- und Schmutzteile. Die Bohrung des Einsatzzylinders 4 ist im Verhältnis zur Zuflußöffnung 3 derart groß (beispielsweise 10mal so groß), daß die Aufsteiggeschwindigkeit der Flüssigkeit so gering ist (beispielsweise 1lioo Ider Zuflußgeschwindigkeit), daß die schwereren Verunreinigungen in den Absetzraum 10 herabsinken können, ohne durch die Strömung mitgenommen zu werden. In der unteren Hälfte des Einsatzzylinders 4 befindet sich das Grobfilter. Dieses besteht aus einer Anzahl nach oben sich kegelförmig erweiternder gestanzter Blechteller II, welche, mit Radialschlitzen 12 versehen, übereinander angeordnet sind und dadurch Zwischenringe 13 in einem entsprechenden Abstand gehalten werden. Die Blechteller 11 mit den Zwischenringen I3 werden über die Nahe der sich ebenfalls kegelförmig nach oben lerweiternden Fangschale 14 gesteckt und mittels der Mutter I5 festgezogen. Die Fangschale 14 führt sich auf der Hohlnabe I6 des Gehäuses- und wird durch zwei gleiche gegeneinanderwirkende Federn 17 schwebend erhalten, wobei die untere Feder sich gegen eine Schulter der Hohlnabe 16, die obere gegen einen an Verlängelungen der Hohlnabe befestigten Ring 18 stützt. Zwischen den äußeren Rändern der Blechteller sind mit etwas Spiel Ringe 19 angeordnet, welche im Einsatzzylinder 4 4 gleiten und Zentrierungsungenauigkeiten von Blechteller und Zylinderbohrung ausgleichen. Die Blechteller 11 sind derart versetzt angeordnet, daß beim Durchströmen der Schlitze 12 die Flüssigkeit auf Wandungen der jeweils darüber befindlichen Teller trifft (Abb. 5). In der oberen Hälfte des Einsatzzylinders 4 ist das Feinfilter angeordnet. Dieses besteht aus dem scheibenformigen Filterkörper 20, welcher in das mit Armen 21 und einer Nabe 22 versehene Gehäuse 23 eingelegt und mittels Fixierschrauben 24 darin festgehalten wird. In der Außenwand des Gehäuses 23 ist ein federnder Kolbenring 25 angeordnet. Die Nabe 22 führt sich in dem teilweise durchbohrten Bolzen 26, welcher in den Deckel 2 eingeschraubt list, stützt sich gegen den Bund 27 des Bolzens und wird in dieser Stellung durch die Feder 28 gehalten. Die Radiallöcher 29 im oberen Teil des Bolzens 26 dienen zum Abfluß der gereinigten Flüssigkeit nach der Abflußöffnung 5, während die im unteren Teil des Bolzens befindlichen Radiallöcher 30 zum Abiluß der vorgereinigten Flüssigkeit dienen, wenn infolge Ansteigens des Feinfilterwiderstandes das ganze Feinfilter angehoben wird.
Das Feinfilter 20 besteht aus einer mit eingewalzten dreieckigen Riefen 31 versehenen, um die Mittelhülse 32 zu einer Scheibe gewickelten dünnen Metallfolie 33, deren Anfang in Abb. 3 übertrieben dick dargestellt ist. Die Riefen sind nach der Austrittsseite zu - tle- -fer eingewalzt, damit ein Festklemmen der feinen Schmutzteile vermieden wird und dieselben sich an der Unterseite des Filterkörpers anlegen. Die zweite Ausfübrung des Filterkörpers 20 nach Abb. 4 besteht aus zwei übereinander um die Mittelhülse 32 zu einer Scheibe gewickelten dünnen Metallfolien 34 und 35, wobei 35 als Distanzfolie zur Erreichung eines feinsten Spaltes zwischen den Folien 34 dient. Die beiden Folien 34 und 35 sind derart ausgestanzt, daß ein Durchfluß der Flüssigkeit, wie aus Abb. 4 links gerslchtlich, stattfinden kann. Die Folie 34 stellt ein mit in einer Mittellinie ausgestanzten länglichen Rechtecken versehenes Band dar, während die Distanzfolie 35 als durchlaufender Mittelsteg mit senkrecht dazu stehenden Stegen ausgeführt ist. Auf diese Weise können im Gegensatz zu bekannten Filterkörpern feinste Spalten (1/100 mm und weniger) gebildet werden, welche in der Längsrichtung von den Stegen der Distanzfolien 35 unterbrochen werden. Der in Abb. 6 dargestellte, mit zwei Flügeln 37 versehene Abstreicher 36 dient zur Entfernung der am: Filterkörper 20 sich unten anhängenden Schmutzteile. Er ist am oberen Ende der durch die Gehäusenabe 38 flüssigkeitsdicht geführten Achse 39 befestigt, welche mit Konus gegen die Stirnseite der Nabe 38 sich stützt und am unteren, nach außen reichenden Ende mit einem mit Zahn-oder Kugelgesperre versehenen Antriebsrad 40 ausgestattet ist. Die Feder 4I, welche sich einerseits gegen das Rad o, andererseits gegen die auf Kugeln laufende Scheibe 42 stützt, stellt die Anpressung der Achse 39 auf seinen konischen Sitz sicher. Der zwlschen der Nabe 38 und der Hohlnabe I6 gelegene Ringraum 51 dient als Absetzraum für die vorn Abstreicher 36 abgelösten und in der Fangschale 14 nach unten gleitenden Schmutzteile. Der in den Absetzräumen 10 und 5I sich sammelnde Schmutz wird durch Lösen der Ablaßschraube 52, welches mit ihrem Konus die beiden Ablaßöffnungen 53 und 54 gleichzeitig verschließt, abgelassen, wobei der Schmutz an dem Konus vorbei durch die in der Schraube befindlichen Radiallöcher 55 und die Mittelbohrung 56 abfließt.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E : I. Mehrstufiges Metallspaltfilter, insbesondere für Fahrzeugmotoren, mit zylindrischem Gehäuse und am Boden desselben vorgesehenem Absetzraum und mit vom aufgeschraubten Deckel in das ehäuse hineinragenden Einsatzzylinder zur Aufnahme der Filterkörper, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der im Dekkel (2) befindlichen Einströmöffnung (3) zwischen der Gehäusewand (1) und der Einsatzzylinderwand (4) eine nach oben keilartig und nach den Seiten parabelförmig verlaufende Prallfläche (7) vorgesehen ist und mehrere Radialrippen (8) vom Gehäuseboden aus bis zur Stirnfläche (9) des Einsatzzylinders (4) verlaufen und in den Ringraum zwischen Gehäuse-und Einsatzzylinderwand ragen, ferner daß im Unterteil des Einsatzzylinders (4) ein Grobfilter liegt, das aus kegelförmig sich nach oben erweiternden, mit Radialschlitzen (12) und Zwischenringen (13) versehenen Blechtellern (11) sowie einer trichterförmigen Fangschale (I4) besteht, über welcher im Oberteil des Einsatzzylinders (4) ein aus gerieftem Metallband /33 scheibenförmig gewickeltes Feinfilter t20) mit an der Unterseite desselben liegendem Abstreifer (36, 37) angeordnet ist.
2. Mehrstufiges Metallspaltfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Grobfilter im Einsatzzylinder (4) gleitbar auf einer Hohlnabe (16) des Gehäuses (i) geführt ist und in der Mittellage durch zwei gleiche gegeneinanderwirkende Federn (17) gehalten wird, deren untere sich gegen eine Schulter der Hohlnabe und deren obere sich gegen einen an Verlängerungen der Hohlnabe befestigten Ring (18) stützt, und daß zwischen den äußeren Blechtellerrändern Ringe (I9) angeordnet sind, welche sowohl gegen die Zylinderwand als auch gegenüber den Blechtellern geringes Spiel haben.
3. Mehrstufiges Metallspaltfilter nach Anspruch I und. 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinfilterkörper aus zwei übereinanderliegenden, zu einer Scheibe aufgewickelten, mit in der Mitte (34) oder auf der oberen und unteren Hälfte (35) ausgestanzten länglichen Rechtecken versehenen Metallfolienbändern (34 und 35) besteht, von welchen das eine als Distanzfolie dient (Abb. 4).
4. Mehrstufiges Metallspaltfilter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (23) des Feinfilters auf seinem im Deckel sitzenden hohlen Befestigungsbolzen (26) sowie im Einsatzzylinder (4) verschiebbar angeordnet und durch eine Feder (28) gegen den Abschlußbund (27) des Hohlbotzens gepreßt wird, an welchem beim Anheben des Gehäuses radiale, in die Mittelbohrung mündende Löcher (30) freigelegt werden.
5. Mehrstufiges Metallspaltfilter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Feinfilterkörpers (20) ein an einer durch die Gehäusenabe (38) geführten und oben unter Federdruck (41) mittels Konus abdichtenden Achse (39) befestigter mehrfiügeliger Schmutzabstreicher (36) angeordnet ist, welcher von einem am äußeren Ende der Achse sitzenden, mit Zahn- oder Kugelgesperre versehenen Antriebsrad (40) schrittweise angetrieben wird.
6. Mehrstufiges Metallspaltfilter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen der Nabe (38) und der Hohlnabe (16) liegender Ringraum als Absetzraum (51) für die vom Feinfilterkörper (20) abgelösten, an der Fangschale (14) herabgleitenden Schmutzteile dient.
7. Mehrstufiges Metallspaltfilter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußlöcher (53, 54) der beiden Absetzräume (10, 5 i) in eine kegelförmige Ausbohrung des Gehäuses münden, welche von einer nach unten hohigebohrten und mit in die Mittelbehrung mündenden radialen Löchern (55) versehenen Ablaßschraube (52) verschlossen ist.