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Filtereinrichtung, insbesondere für die ölreinigung bei Kraftmaschinen
Die Erfindung betrifft eine besonders für die Ölreinigung bei Kraftmaschinen, z.
B.
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Flugzeugmotoren, geeignete und bestimmte Filtereinrichtung mit mindestens
zwei Filtersätzen, die abwechselnd auf Filterung oder Reinigung mittels umgekehrter
Durchströmung geschaltet werden können. Sie macht es sich nicht nur möglich, den
Filtervorgang ununterbrochen aufrechtzuerhalten, auch während der Zeit, in welcher
ein Filtersatz der Reinigung unterworicn wird, sondern sie bietet auch Gewähr dafür,
daß die Reinigung gründlich geschieht und der Filterrückstand, z. B.
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Ölkohle, statt nur einfach zurückgedrängt zu werden, vollständig ausgetragen
wird. Endlich macht sie es möglich, daß nach einfacher Einleitung der Umschaltung
eines Filtersatzes von Filterung auf Reinigung alle Vorgänge selbsttätig, in richtiger
Reihenfolge und vollständig durchgeführt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß
durch ungeschickte Handhabung irgend etwas falsch gemacht werden -kann.
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Dies ist besonders wichtig für die Ölreinigung bei Flugzeugmotoren
zu Zeiten stärkster Beanspruchung. In diesen Zeiten, in denen auch der Flugzeugführer
am meisten in Anspruch genommen ist, wird es ihm erspart, besondere Aufmerksamkeit
auf die Umschaltvorgänge, deren zeitliche Aufeinanderfolge usw. zu richten. Er hat
es nur nötig, einen Handhebel von einer Endstellung in eine andere umzustellen,
und dann vollzieht sich alles weitere von selbst.
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Die Erfindung beruht darauf, daß mit den beiden abwechselnd im Filterbetrieb
bzw. in der Reinigung befindlichen Filtersätzen ein mit einem Trennkolben versehener
Zwischenbehälter verbunden ist, der durch eine Steuerung abwechselnd mit gefilterter
Flüssigkeit (Ö1) gefüllt, dann auf den dadurch Rückstrom zu reinigenden Filtersatz
geschaltet und durch
Einführung ungefilterter Flüssigkeit in diesen
Filtersatz entleert und sodann wieder mit gefilterter Flüssigkeit gefüllt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in schematischer Schnittdarstellung in
den Zeichnungen in vier verschiedenen Stellungen veranschaulicht.
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Fig. I zeigt eine Stellung, bei der der links dargestellte Filtersatz
auf Filterung eingestellt ist, der rechts dargestellte Filtersatz jedoch auf Reinigung.
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Fig. 2 zeigt eine Zwischenstellung bei der Uberleitung des Filtervorganges
vom linken Filtersatz auf den rechten Filtersatz.
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Fig. 3 zeigt den rechten Filtersatz auf Filterung, den linken Filtersatz
auf Reinigung eingestellt.
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Fig. 4 zeigt eine Zwischenstellung beim Übergang von der Schaltung
nach Fig. 3 auf die Schaltung nach Fig. I.
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Die Flüssigkeitsbewegung in den einzelnen Stellen ist, soweit nötig,
durch Pfeile angedeutet.
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In der Beschreibung ist der Einfachheit halber die zu reinigende
Flüssigkeit kurz als Schmutzöl, die gereinigte Flüssigkeit als gefiltertes Öl bezeichnet.
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Es sind zwei gleich aufgebaute Filtersätze A und B vorgesehen. Diese
bestehen aus einer großen Zahl von Scheiben 1, die mit gleichmäßigen, kleinen Zwischenräumen?
überein- -andergeschichtet und an Führungsstangen 2 derart geführt sind, daß sie
auf Filterspaltabstand aufeinandergedrückt weiden oder, bei Wegnahme des Druckes
verhälinismäßig, lose auf den Stangen 2 gleitend, sich während des Spülvorganges
voneinander ausheben können.
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Jeder der Filtersätze ist in einem Gehäuse 3 untergebracht, und zwar
derart, daß der Öleinlaßstutzen 4 in den Innenraum des Filterhohlzylinders mündet
und der Raum um den Filtersatz zu einem Auslaß 5 für das gefilterte öl führt.
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Zur Steuerung des Einlasses und des Auslasses dienen Drehschieber
6, 7 und 5. Die Drehschieber 6 und 7 bestehen in Wirklichkeit aus einem Stück. Nur
der Deutlichkeit der Darstellung wegen sind sie in den Zeichnungen untereinandergezeichnet.
Die Kanäle des Drehschiebers 6 sind also durch denselben zylindrischen oder kegeligen
Drehkörper geführt wie diejenigen des Drehschiebers 7. Sie sind nur in achsparalleler
Richtung gegeneinander versetzt.
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Zwischen Drehschieber 7 pnd Drehschicber 8 ist ein Znvischenbehälter
g eingefügt in Gestalt eines Zylinders, in welchem ein Trennkolben 10 unter der
Wirkung des Flüssigkeitsdruckes verschiebbar ist.
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Zur Umsteuerung der Drehschieber dient ein hydraulischer Zylinder
1 1 mit Kolben I2, an dessen Kolbenstange 13 eine Pleuelstange I4 angelenkt ist,
die an einem I-Iebelarm 15 der Steuerschieber 5 und 7 anfaßt und durch eine Schubstange
16 mit einem Winkelhebel I7 gekuppelt ist, der am Drehschieber 8 befestigt ist.
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Der zweite Arm 18 des Winkelhebels faßt mittels Schubstange 19 an
je einem Hebel 20 an, der am Gehäuse 3 je eines der beiden FiltersätzeA und B bei
21 gelagert ist und einer Deckplatte 22 für die Filterscheiben 1 einen Steuernocken
23 zukehrt.
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Zur Umsteuerung des hydraulischen Kolbens 12 im Zylinder II dient
ein Handhebel 24, der in Fig. 1 in seiner untersten Endstellung steht, so daß er
aus dem Kanal 25 Druckfiüssigkeit unter den Kolben 12 leitet und aus dem Raum über
dem Kolben Druckfìüssigkeit aus dem Auslaß 26 entweichen läßt.
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Die Länge der Hebel 15 und 17 ist verschieden groß gewählt, so daß
die Drehschieber 6 und 7 eine andere Winkelbewegung ausführen als der Drehschieber
8.
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Die Drehschieber sind je mit mehreren Kanälen ausgestattet, die im
nachfolgenden bei Erläuterung der Wirkungsweise beschrieben werden sollen.
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Die Zufuhr des Schmutzöles geschieht durch einen axialen Kanal 27
des Drehschiebers 7.
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Ein Auslaß 28 aus dem Drehschieber 8 läßt gefiltertes Öl zur Verbrennungskraftmaschime
gelangen. Ein Auslaß 29 am Drehschieber 6 dient zur Entfernung des Filterrückstandes.
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In der gezeichneten Stellung ist der Ilmenraum des Filtersatzes I
des Filters A an die Schmutzölzuführung 27 angeschlossen durch den Kanal 30 im Drehschieber
8. Das Schmutzöl durchdringt die Filterspalte in der Richtung von innen nach außen
und gelangt durch den Auslaß 5 und einen Kanal 31 des Drehschiebers 8 zur Leitung
28. Die Deck platte 22 ist - beim Filter mittels des Nokladens 23 auf die Filterscheiben
I herabgedrückt, so daß diese im richtigen Abstand der Filterspalte voneinander
stehen. Der Innenraum des Filtersatzes des Filters B ist durch den Kanah 3.2 des
Drehschiebers 6 an den Auslaß 29 angeschlossen, so daß der angesammelte und durch
Spülung entEernte Filterrückstand ausgetragen werden kann. Der Raum außerhalb der
Filterscheiben t des Filters B ist mittels des Kanals 33 des Schiebers 8 an den
Raum 34 über dem Kolben 10 des Zwisdenbehälters 9 angeschlossen. Der Raum 35 unterhalb
des Kolbens steht mit der Schmutzölzufuhr 27 durch den Kanal 47 des Schiebers 7
in Verbindung. Der Überdruck des Schmut701es bewegt nun den Kolben lo nach oben
und schiebt mittels dieses Kolbens das im Raum 34 befindliche gefilterte Ö1 durch
den Schieberkajial 33 in den Reinölaußenraum des Filters B. Da
die
Deckplatte 22 von dem seitlich ausgeschwungenen Nocken 23 nicht niedergedrückt ist,
kann das gefilterte Öl, wie durch Pfeile angedeutet, zwischen die Filterscheiben
eindringen und diesen einer für die Reinigung vorteilhaften Weise auseinanderdrängen,
um so die Filterrückstände möglichst restlos zu entfernen und dem Auslaß 29 zuzuführen.
So--bald der Kolben 10 in seine obere, durch strichpunktierte Linien angedeutete
Endlage gekommen ist, hört die Durchspülung des Filters B von selbst auf. Es wird
also für die Spülung jedesmal nur der entsprechend bemessene Hubraum des als Zwischenbehälter
dienenden Zylinders 9 verwendet.
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Von jetzt ab befindet sich Filter A im Dauer-Betrieb, Filter B in
Ruhestellung.
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Ist es nun nötig, daß das Filter gereinigt und dafür das Filter in
Betrieb genommen wird, so wird einfach der Handhebel 24 von unten nach oben bewegt,
wie in Fig. 3 gezeichnet. Nun wird Druckflüssigkeit, z. B. Öl, aus dem Kanal 25
in den Raum über dem Kolben 12 geleitet, und der Kolben beginnt sich nach abwärts
zu bewegen, wobei er die Schieber 6, 7 und 8 in einer Richtung entgegen der Drehung
des Uhrzeigers bewegt.
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Diese Bewegung findet dadurch ihr Ende, daß ein Sperrstift 36 in
eine Ausnehmung 37 des Schiebers 7 einrastet. An diesem Sperrstift greift ein bei
38 gelagerter, unter der NVirkung einer Feder 39 stehender Winkelhebel 49 an, dessen
anderer Hebelarm an einem Fühlerstift 41 angelenkt ist, der in achsparalleler Richtung
durch den Boden des Zylinders 9 in die Bahn des Kolbens 10 hineinragt.
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Nun ist eine Zwischenstellung erreicht, bei der der Filter vom Schmutzölzufiuß
27 abgespeist ist, während dem Filter B durch den I(anal 42 des Schiebers 7 Schmutiöl
zugeführt wird. Auch der Auslaß 5 des Filters A ist äbgesperrt, während der Auslaß
5 des Filters B durch einen abgewinkelten Kanal 43 mit dem Auslaß 28 und hierdurch
mit der Verbrennungskraftmaschine in Verbindung gesetzt ist.
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Durch denselben Kanal 43 ist auch der Raum 34 im Zylinder 9 über
dem Kolben 10 an das gefilterte Öl angeschlossen, während der mit dem Schmutzöl
erfüllte Raum 35 unter dem Kolben 10 zu einer Nut 44 am Umfang des Drehschiebers
7 geführt ist, die das Schmutzöl in den Ölsumpf gelangen läßt.
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Durch Schieber 6 ist der Schmutzölauslaß 45 sowohl des Filters A
als auch des Filters B abgesperrt.
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Aus der zuerst erreichten oberen Endlage bewegt sich nun der I(olben
10 im Zylinder 9 unter dem Druck des gefilterten Öles nach unten, das unter ihm
befindliche Schmutzöl bei 44 hinausörängend. Ist der Kolben kurz vor seiner unteren
Endstellung angelangt, so trifft er auf den Fühlerstift 41 und hebt mit dessen Hilfe
und über den Winkelhebel 40 den Sperrstift 36 aus der Rast 37 aus. Nun können vom
Kolben 12 aus die Schieber 6,7 und S weitergedreht werden, bis sie die in Fig. 3
gezeichnete Stellung einnehmen und der Kolben I2 in seiner unteren Endstellung angelangt
ist.
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Nun ist Filter A vom Schmutzölzufluß abgesperrt, seine Innenseite
dagegen über 45 und einen Kanal 46 des Schiebers 6 an den Schmutzolauslaß angeschlossen.
Sein mit gefiltertem Öl- erfüllter Außenraum ist über den Kanal 31 des Schiebers
8 an den Raum 34 über dem I(olben 10 des Zylinders 9 angeschlossen.
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Im Innenraum des Filters B führt ein Kanal 48 des Schiebers 7 Schmutzöl
zu, und da der Raum außerhalb der Filterplatten I dieses Filters über einen Kanal
49 des Schiebers 8 und die Leitung 28 mit der Verbrennungskraftmaschine in Verbindung
gesetzt ist und der Nocken 23 die Deckscheibe 22 des Filters B herab-, also die
Filterscheiben I zu sammendrückt, geht nun die Filterung im Filter B vor sich.
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Auf den Kolben 10 wirkt von unten her der Druck des Schmutiöles durch
den Kanal 49 des Schiebers 7. Infolgedessen bewegt sich der Kolben lo nach oben
und treibt das im Zylinder 9 befindliche gefilterte Öl in den Außenraum des Filters
A, dessen Filterplatten vom Druck des Nockens 23 entlastet sind und der Spülung
reichlichen Durchlaß gewähren. Das Schmutzöl des Filters A fließt über 45, 46 nach
29 ab. -Filter befindet sich also nun im Dauerbetrieb, Filter A in der Spülstellung.
Die Spülung hört wieder auf, wenn der Kolben 10 ganz oben angelangt ist, wie in
Fig. 3 mit strichpunktierten Linien angedeutet.
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Soll nun wieder der Filter geremigt, der Filter dafür in Betrieb
genommen werden, so wird der Handhebel 24 wieder von seiner oberen in seine untere
Endlage gebracht, der Steuerkolben 1 2 also wieder nach aufwärts bewegt (Fig. 4).
Infolgedessen wird beim Schieber 8 der Außenraum des Filters A abgesperrt. Der Innenraum
des Filters wird sowohl vom Schmutzöleinlaß 27 als auch vom Schmutiölauslaß 29 abgetrennt.
Filter B wird wieder über Kanal 42 des Schiebers 7 mit dem Schmutzölzufluß 27 verbunden,
während der Schn'utiölauslaß 45 des Filters B ab gesperrt ist. Der Raum 34 über
dem Kolben 10 ist mit dem Außenraum des Filters B und der Leitung 28, in denen sich
gefiltertes Öl befindet, durch den abgewinkelten Kanal 43 in Verbindung gesetzt,
der Raum unter dem Kolben lo an die Auslaßnut 44 angeschlossen.
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Infolgedessen kann unter dem Druck des gefilterten Öles der I(olben
lo sich nach unten
bewegen, bis der Sperrstift 36 wieder in die
Raste 37 einfällt und zunächst die Weiterdrehung der Schieber 6, 7 und 8 unterbrochen
wird. Ist der Kolben 10 wieder in die unterste Ruhelage gelangt, so wird mittels
des Stiftes 41 der Sperrstift 36 wieder ausgehoben, und die Schieber 6, 7 und 8
kehren in die Anfangslage gemäß Fig. 1 zurück.
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Die Filterkammern und der Zwischenbebäder können natürlich auch in
anderer Weise, als in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel angegeben, gesteuert
und miteinander verbunden sein. Ebenso können zur Kupplung der Steuerungsmittel
miteinander beliebige andere Mittel verwendet werden.
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Wenn auch die Benutzung eines hydraulischen -Zylinders und Kolbens
(I I, I2) zur Hervorbringung der Steuerbewegungen und zur selbsttätigen Vollendung
der Umsteuerung nach der Auslösung des Sperrstiftes 36 besonders vorteilhaft ist,
so könnte jedoch auch eine beliebige andere Einrichtung verwendet werden; z.B. könnte
der Handhebel24< um die Achse der Steuerschieber 6 und 7 drehbar sein und mit
diesen Drehschiebern durch eine Schleppfeder in Verbindung stehen, welche während
der Sperrung Energie aufspeichert, die sie nachher zur Weiterdrehung wieder zur
Verfügung stellt.